Les éruptions des jeunes étoiles entravent la naissance des planètes express
Une épaisse soupe refroidit lentement dans une casserole. Soudain, le feu en dessous s'embrase, et la soupe se met à bouillonner, se décomposant en une multitude de petits tourbillons. C'est à peu près ce qui se passe dans le disque de gaz et de poussière autour d'une jeune étoile lorsque celle-ci connaît une éruption — un afflux soudain de matière du disque vers l'étoile.
Les astronomes ont depuis longtemps observé de telles éruptions chez les jeunes étoiles, mais jusqu'à présent, ils ne pouvaient pas suivre en détail ce qui arrivait à la poussière du disque pendant ces événements. Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont réalisé des simulations numériques de la partie interne du disque protoplanétaire — une région d'environ 10 unités astronomiques de rayon (une unité astronomique est la distance de la Terre au Soleil, environ 150 millions de kilomètres). Ils ont pris en compte le mouvement du gaz et de la poussière, le transfert de rayonnement et la croissance des grains de poussière. Il s'avère que le front de l'éruption est très instable : il se fragmente rapidement en de nombreux petits tourbillons qui, avec le temps, fusionnent en un seul tourbillon compact.
Mais ce n'est pas la fin de l'histoire. Lorsque l'éruption se termine, les tourbillons s'atténuent progressivement et le disque revient à un état calme. À environ une unité astronomique de l'étoile, un surdensité se forme — une sorte de banc de sable où la poussière recommence à s'accumuler. C'est là, après l'accalmie, que la croissance des futures planètes peut reprendre. Ainsi, les éruptions ne condamnent pas les planètes, elles ne font que retarder leur naissance.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2606.11344
Accretion outbursts have been observed in a variety of young stellar objects, but models of their dynamical evolution have been largely limited to axisymmetric models due to their computational cost. We investigate the azimuthal stability of accretion outbursts and the formation of planetesimals during these events. We performed high-resolution 2D, vertically integrated multifluid radiation-hydrodynamical simulations of the inner 10 au of protoplanetary disks with a dynamically growing dust population, including radiation transport and a realistic dust opacity model. Accretion outbursts are highly unstable to the Rossby-wave instability, with the burst front quickly diffusing into a large number of small-scale vortices that coalesce over time into a single, compact vortex and inducing azimuthal asymmetries. Vortices act as a source of vigorous turbulent diffusion, strongly suppressing planetesimal formation. Our results suggest that azimuthal asymmetries associated with accretion outbursts should be both common and detrimental to planet formation. Nevertheless, planetesimal formation will resume post-burst, as the burst-induced vortices eventually decay and the disk returns to a quiescent state featuring a pressure bump at ~1 au.
Dans le Système solaire, la Terre se trouve à environ 1 unité astronomique du Soleil. Peut-être que notre planète est née dans une telle « poche » calme après les éruptions du jeune Soleil.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète engendre des structures tourbillonnaires qui influencent tout l'écosystème — un peu comme les tourbillons du disque protoplanétaire régissent la naissance des planètes.