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HL Tauri

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Ne doit pas être confondu avec HL Tau 76.

HL Tauri
Description de cette image, également commentée ci-après
Image du disque protoplanétaire de HL Tauri réalisée par l'Atacama Large Millimeter Array[1],[2].
Données d'observation
(époque J2000)
Ascension droite 04h 31m 38,437s[3]
Déclinaison 18° 13′ 57,65″[3]
Constellation Taureau
Magnitude apparente 15,1

Localisation dans la constellation : Taureau

(Voir situation dans la constellation : Taureau)
Caractéristiques
Type spectral K9
Étoile de la pré-séquence principale de type T Tauri
Indice B-V 0,92
Indice V-R 0,89
Indice J-K 3,21
Indice J-H 1,45
Variabilité T Tauri
Astrométrie
Mouvement propre μα = (8,0 ± 6,0) mas/a[4]
μδ = (21,8 ± 5,8) mas/a[4]
Parallaxe ≈ 7 mas
Distance 450[1] al
(140 pc)
Caractéristiques physiques
Âge < 1 M a

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HL Tauri (en abrégé HL Tau) est une très jeune étoile variable de type T Tauri de la constellation du Taureau, autour de laquelle un disque protoplanétaire, siège probable de la formation d'une planète, a été observé.

Situation

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HL Tauri est située à environ 450 années-lumière (140 parsecs) de la Terre[1] dans le nuage moléculaire 1 du Taureau (TMC-1)[5], dans la constellation du Taureau.

Caractéristiques

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Cette vue générale de la région entourant HL Tauri prise par le télescope spatial Hubble en lumière visible montre l'objet de Herbig-Haro HH 150[6].
Vue élargie de la région du nuage moléculaire du Taureau. HL Tauri est enveloppée dans la région bleue brillante visible en haut au centre-gauche.

HL Tauri est une très jeune étoile variable de type T Tauri[7]. L'étoile à un âge estimé à moins d'un million d'années ; sa luminosité et sa température effective impliquent un âge inférieur à 100 000 ans[8][source insuffisante].

HL Tauri a une magnitude apparente de 15,1[3], ce qui la rend bien trop faible pour être visible à l'œil nu.

HH 151

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HL Tauri est accompagnée par l'objet Herbig-Haro HH 151, un jet stellaire émis le long de l'axe de rotation du disque et qui entre en collision avec la poussière et le gaz interstellaires alentour[9].

Disque protoplanétaire

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HL Tauri est entourée par un disque protoplanétaire composés de plusieurs anneaux séparés par des bandes sombres qui sont a priori des zones vidées de leur matière par des planètes en formation[2].

Découverte et premières études (1975-1982)

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Les premières indications d'un disque protoplanétaire ont été obtenues en 1975[7] grâce à des observations dans l'infrarouge à des longueurs d'onde comprises entre 2 et 4 micromètres. Ces observations ont été rendues possibles grâce à la récente invention de détecteurs infrarouge à base d'antimoniure d'indium. Parmi 29 très jeunes étoiles étudiées, seule HL Tauri montrait une forte absorption autour de 3,07 micromètres, là où l'absorption des particules de glace était attendue, ce que les auteurs ont attribué aux fréquences de vibration ν1, ν3 et 2ν2 de la liaison O-H[10]. En 1982, un sondage du ciel identifia HL Tauri comme une des étoiles T Tauri les plus polarisées connues aux côtés de DG Tauri et V536 Aquilae[11].

Informations supplémentaires (1985-86)

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Un disque de gaz fut découvert grâce à des observations interférométriques des émissions du monoxyde de carbone (CO) en 1986[12]. La masse du disque, estimée à partir de données d'observations de 1985 et 1986 du Millimeter Wave Interferometer de l'Observatoire radio d'Owens Valley, fut évaluée entre 0,01 et 0,5 masse solaire (environ 10 à 500 fois la masse de Jupiter), le meilleur ajustement correspondant à 0,1 masse solaire (environ 100 fois la masse de Jupiter), et son rayon fut estimé à environ 2 000 unités astronomiques. La température du gaz et des grains du disque sont probablement de l'ordre de quelques dizaines de kelvins. Il fut déterminé que le gaz est lié et en orbite autour d'une étoile d'environ une masse solaire[13]. Des jets polaires de matériaux tels que le monoxyde de carbone (CO), le dihydrogène (H2) et l'ion ferreux (Fe II = Fe ) ont été observés[14].

Photographie par ALMA (2014)

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Le , l'Observatoire européen austral (ESO) publie l'image la plus précise jamais réalisée d'un disque protoplanétaire, en l'occurrence celui de HL Tauri. Cette image, réalisée grâce aux observations faites avec le vaste réseau d'antennes millimétriques/submillimétriques de l'Atacama, ALMA[15], montre une série de brillants anneaux concentriques et axisymétriques séparés par des sillons vraisemblablement créés par la présence de (proto)planètes en formation. Le disque semble beaucoup plus développé que ce que l'âge du système laissait croire, ce qui laisse penser que le phénomène de formation planétaire se passe plus rapidement que ce que l'on pensait jusqu'alors[16]. Selon Catherine Vlahakis, d'ALMA, « Lorsque nous avons vu cette image pour la première fois, nous avons été ébahis par le spectaculaire niveau de détail. HL Tauri n'a pas plus d'un million d'années, mais son disque semble déjà être plein de planètes en formation. Cette image va à elle seule révolutionner les théories de formation planétaire[17],[18]. ».

Observations du Very Large Array (2016)

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L'émission des régions internes du disque de HL Tau étant optiquement épaisse à toutes les longueurs d'onde d'ALMA, le profil de la densité de surface et la distribution de la taille des grains n'avait pas pu être déterminée. Des observations furent alors réalisées avec le Karl G. Jansky Very Large Array à une longueur d'onde de 7,0 millimètres et une résolution spatiale comparable aux image d'ALMA. À cette longueur d'onde, l'émission de la poussière de HL Tauri est optiquement fine, ce qui permet d'étudier en détail le disque interne. La masse totale de poussière dans le disque est ainsi estimée à entre 0,001 et 0,003 masse solaire (environ 1 à 3 fois la masse de Jupiter, ou 300 à 1000 fois la masse terrestre), selon la valeur supposée pour l'opacité et la température du disque. Selon ces observations, la croissance des grains est rapide, il y a de la fragmentation dans le disque et formation de "clumps" denses dans les parties internes les plus denses du disque. Ceci suggère que le disque de HL Tau serait au tout début du processus de formation planétaire, avec des planètes pas encore formées dans les "gaps" mais en cours de formation future dans les anneaux brillants.

Des planètes en formation ?

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Sillons dans le disque observés par ALMA (2014)

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L'image du disque réalisée par ALMA montre plusieurs sillons vides de matière, signes probables d'une formation planétaire déjà en cours.

Observation d'un agrégat de poussières par le VLA (2016)

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Dans un article prépublié sur arXiv en [19], Carlos Carrasco-Gonzalez et ses collaborateurs révèlent avoir observé, grâce au Very Large Array (VLA), un agrégat de poussières dans le disque interne de HL Tauri. Selon les estimations, cet agrégat aurait une masse comprise entre 3 et 8 fois celle de la Terre, indiquant qu'une super-Terre est peut-être en train de se former.

Notes et références

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(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « HL Tauri » (voir la liste des auteurs).
  1. ↑ a b et c (en) Johnathan Webb, « Planet formation captured in photo », BBC News,‎ (lire en ligne, consulté le )
  2. ↑ a et b (en) Charles E. Blue, « Birth of Planets Revealed in Astonishing Detail in ALMA's 'Best Image Ever' », National Radio Astronomy Observatory, (consulté le )
  3. ↑ a b et c (en) HL Tauri sur la base de données Simbad du Centre de données astronomiques de Strasbourg.
  4. ↑ a et b (en) Woojin Kwon, Leslie W. Looney et Lee G. Mundy, « Resolving the Circumstellar Disk of HL Tauri at Millimeter Wavelengths », The Astrophysical Journal, vol. 741, no 1,‎ , p. 3 (DOI 10.1088/0004-637X/741/1/3, Bibcode 2011ApJ...741....3K, arXiv 1107.5275)
  5. ↑ Ian W. Stephens, Leslie W. Looney, Woojin Kwon, Manuel Fern´andez-L´opez, A. Meredith Hughes, Lee G. Mundy, Richard M. Crutcher, Zhi-Yun Li, & Ramprasad Rao, « Spatially resolved magnetic field structure in the disk of a T Tauri star », ArXiv (accepted for publication in Nature),‎ (lire en ligne)
  6. ↑ (en) « A glowing jet from a young star », European Space Agency,
  7. ↑ a et b (en) David A. Weintraub, Joel H. Kastner et Barbara A. Whitney, « In Search of HL Tauri », The Astrophysical Journal Letters, vol. 452,‎ , L141-L145 (DOI 10.1086/309720, Bibcode 1995ApJ...452L.141W)
  8. ↑ "MODELS OF THE FORMATION AND EVOLUTION OF THE SOLAR NEBULA" by A. P. Boss, G. E. Morfill, and W. M. Tscharnuter in "Origin and Evolution of Planetary and Satellite Atmospheres" edited by S. K. Atreya, J. B. Pollack, and M. S. Matthews
  9. ↑ (en) « Jets, bubbles, and bursts of light in Taurus », European Space Agency, (consulté le )
  10. ↑ (en) Martin Cohen, « Infrared Observations of Young Stars—VI: A 2- to 4-Micron Search for Molecular Features », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 173,‎ , p. 279–293 (Bibcode 1975MNRAS.173..279C)
  11. ↑ (en) Pierre Bastien, « A linear polarization survey of T Tauri stars », Astronomy and Astrophysics Supplement Series, vol. 48,‎ , p. 153–164 (Bibcode 1982A&AS...48..153B)
  12. ↑ (en) S. Beckwith, A. I. Sargent, N. Z. Scoville, C. R. Masson, B. Zuckerman et T. G. Phillips, « Small-scale structure of the circumstellar gas of HL Tauri and R Monocerotis », The Astrophysical Journal, vol. 309,‎ , p. 755–761 (DOI 10.1086/164645, Bibcode 1986ApJ...309..755B)
  13. ↑ Anneila I. Sargent et Steven Beckwith, « Kinematics of the circumstellar gas of HL Tauri and R Monocerotis », The Astrophysical Journal, vol. 323,‎ , p. 294-305 (DOI 10.1086/165827, Bibcode 1987ApJ...323..294S)
  14. ↑ Michihiro Takami, Tracy L. Beck, Tae-Soo Pyo, Peter McGregor et Christopher Davis, « A Micro-Molecular Bipolar Outflow from HL Tauri », The Astrophysical Journal, vol. 670, no 1,‎ , L33-L36 (DOI 10.1086/524138, Bibcode 2007ApJ...670L..33T, arXiv 0710.1148)
  15. ↑ « Une image révolutionnaire d’ALMA révèle la naissance des planètes », sur www.eso.org (consulté le ).
  16. ↑ Catherine Vlahakis, Valeria Foncea Rubens et Richard Hook, « Revolutionary ALMA Image Reveals Planetary Genesis », European Southern Observatory,‎ (lire en ligne, consulté le )
  17. ↑ Traduction libre de « When we first saw this image, we were astounded at the spectacular level of detail. HL Tauri is no more than a million years old, yet already its disk appears to be full of forming planets. This one image alone will revolutionize theories of planet formation. »
  18. ↑ « Revolutionary ALMA image reveals planetary genesis », Astronomy,
  19. ↑ (en) Carlos Carrasco-Gonzalez et al., « The VLA view of the HL Tau Disk - Disk Mass, Grain Evolution, and Early Planet Formation » [« La vue du disque de HL Tau par le VLA - Masse du disque, évolution des grains et débuts de formation planétaire »], arXiv,‎ 11 (version 1) et (version 2) (arXiv 1603.03731)
    Les co-auteurs sont, outre Carlos Carrasco-Gonzalez, Thomas Henning, Claire J. Chandler, Hendrik Linz, Laura Perez, Luis F. Rodriguez, Roberto Galvan-Madrid, Guillem Anglada, Til Birnstiel, Roy van Boekel, Mario Flock, Hubert Klahr, Enrique Macias, Karl Menten, Mayra Osorio, Leonardo Testi, Jose M. Torrelles et Zhaohuan Zhu.

Voir aussi

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