Il est généralement admis que l'instabilité gravitationnelle des disques protoplanétaires réalistes ne peut se produire qu'à des distances supérieures à environ 50 unités astronomiques (au) de l'étoile centrale. Cette notion implique qu'il faut des disques massifs et des taux d'accrétion élevés pour que la fragmentation du disque puisse entraîner la formation de planètes géantes gazeuses. La plupart des études ont tendance à penser que cette fragmentation produit plutôt des naines brunes, c’est-à-dire des objets qui ne parviennent pas à déclencher la fusion de l’hydrogène et qui sont donc plus petits que les planètes géantes. Cependant, de nouvelles recherches mettent en lumière un facteur souvent négligé dans ces modèles : la croissance des grains de poussière dans le disque, qui peut influencer considérablement l'opacité du disque, rendant ainsi la fragmentation possible à des distances plus proches de l'étoile.
En utilisant un modèle où l'opacité de la poussière dépend de la température et de la taille maximale des grains, les chercheurs ont pu obtenir des analyses sur les propriétés des disques protoplanétaires en situation de fragmentation critique. Selon leurs résultats, la croissance de la poussière pourrait favoriser la fragmentation des disques à des distances aussi petites que 30 unités astronomiques. Cette découverte change la donne, car cela signifie que les masses critiques des disques et les taux d'accrétion nécessaires à la fragmentation sont réduits. Par conséquent, les masses initiales des fragments créés dans le disque se situent dans la plage de masse des planètes géantes gazeuses, ouvrant ainsi la porte à une nouvelle perspective sur la formation planétaire.
Néanmoins, bien que ces conclusions soient prometteuses et suggèrent que la formation de planètes géantes gazeuses par fragmentation de disque pourrait être plus fréquente que ne le pensait auparavant la communauté scientifique, les auteurs soulignent qu'il est nécessaire de développer des modèles numériques pour étudier ce phénomène en profondeur. Des éléments tels que la mobilité des grains de poussière et l’évolution des fragments après la fragmentation ne sont pas intégrés dans les modèles actuels. Ces facteurs pourraient avoir un impact significatif sur la formation réelle des planètes et nécessitent une attention particulière pour valider ces nouvelles théories. Ainsi, la recherche sur les mécanismes de formation des planètes dans des environnements protoplanétaires continue d’évoluer, offrant des perspectives fascinantes pour notre compréhension de l’Univers.
Retrouvez l'article scientifique au complet (en anglais) ici : Dust growth and planet formation by disc fragmentation
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