Situé dans la constellation d'Orion, à environ 1300 années-lumière de la Terre, le jeune système stellaire triple GW Orionis ne cesse d'étonner les astronomes. Autour de ses trois étoiles, plusieurs anneaux de poussière et de gaz, constituant le futur matériau de construction des planètes, sont en orbite.
Ces anneaux sont connus depuis longtemps pour leur particularité inhabituelle : ils sont inclinés à des angles différents et ne se situent pas dans le même plan. Pendant longtemps, l'influence gravitationnelle des étoiles elles-mêmes était tenue pour responsable de cette configuration. Cependant, de nouvelles observations révèlent désormais une explication différente et plus dynamique.
Grâce au complexe ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), des astronomes ont découvert un gigantesque flux de gaz, un « streamer » d'environ un billion de miles de long, soit 0,2 année-lumière. Ce courant nourrit le système de manière lente mais constante, acheminant de la matière depuis le nuage moléculaire environnant directement vers le disque externe.
Des chercheurs, dirigés par Maria Galloway-Sprietsma de l'Université de Floride, ont étudié en détail le mouvement du gaz en analysant les lignes moléculaires du monoxyde de carbone. Il s'est avéré que la trajectoire du streamer correspond à l'orientation de l'anneau de poussière externe, mais diverge considérablement de la position de l'anneau interne. C'est précisément ce qui, selon les scientifiques, explique les inclinaisons.
« Lorsque nous avons modélisé la façon dont le flux tombe sur le disque, l'angle de son impact s'est avéré étroitement lié à l'anneau externe », a déclaré Galloway-Sprietsma. Selon les calculs, le moment angulaire du streamer est actuellement inférieur à celui du disque.
Cela signifie que nous observons une phase tardive du processus : auparavant, le flux transportait probablement plus d'impulsion et a eu le temps de « tordre » les régions externes. Les anneaux internes, quant à eux, sont restés pratiquement intacts.
ALMA s'est avéré être l'instrument idéal pour ce type de travail. Grâce à sa haute résolution et sa sensibilité, les scientifiques ont pu non seulement observer le streamer lui-même à grande échelle, mais aussi en suivre la cinématique.
Les données d'observations archivées des anneaux de poussière ont été complétées par de nouvelles mesures utilisant tous les réseaux du télescope – ceux de 12 mètres, de 7 mètres et le mode Total Power. En conséquence, il a été possible de relier le streamer à la région environnante de formation stellaire. Le système, selon toute apparence, continue d'accréter de la matière provenant du nuage parent via un mécanisme similaire à l'accrétion de Bondi-Hoyle.
Ce scénario diffère considérablement des schémas habituels des manuels scolaires, où les planètes naissent dans des disques calmes et plats. La réalité s'avère bien plus turbulente : des flux de gaz externes peuvent réorganiser les disques même aux stades avancés de leur existence et conférer aux futures planètes des orbites inclinées, voire opposées. GW Orionis sert désormais de laboratoire naturel pour l'étude de tels processus.
Les chercheurs envisagent de rechercher des streamers similaires dans d'autres systèmes jeunes afin de déterminer l'étendue de ce mécanisme. Concernant GW Orionis elle-même, les prochaines observations d'ALMA se concentreront sur les molécules qui révèlent les ondes de choc au point d'impact du flux avec le disque. Cela contribuera à mieux comprendre comment le gaz entrant modifie la composition chimique et la dynamique du matériau à partir duquel des planètes pourraient un jour se former.
