Étudier les étoiles binaires et la formation des planètes

La moitié des étoiles similaires à notre Soleil ont des étoiles compagnons. Ça veut dire que plein de planètes orbitent autour d'étoiles qui ont d'autres étoiles pas loin. C'est super important de comprendre comment ces étoiles compagnons influencent la façon dont les planètes se forment et évoluent avec le temps. En étudiant comment ces étoiles binaires se déplacent, on peut tester des théories sur la Formation des planètes dans des systèmes avec plusieurs étoiles. Pour ça, il faut connaître les orbites des étoiles impliquées.

Avec des techniques d'imagerie avancées, les chercheurs ont pu mesurer les positions des étoiles dans des Systèmes binaires où une étoile a une planète qui passe devant elle. Les résultats montrent que les orbites des étoiles et des planètes qu'elles abritent sont généralement bien alignées. C'est important parce que ça aide à comprendre comment les planètes se comportent dans ces systèmes à plusieurs étoiles.

Environ 50 % des étoiles comme notre Soleil et 25 % des étoiles de type M dans notre voisinage sont dans des systèmes binaires. Des études ont montré que les taux d'étoiles hôtes de planètes avec des étoiles compagnons sont similaires à ceux des étoiles qui ne sont pas dans des systèmes binaires. Donc, c'est essentiel de savoir comment les étoiles compagnons impactent le développement et les caractéristiques des planètes.

Quand les scientifiques cherchent des planètes autour des étoiles, ils utilisent des méthodes qui passent parfois à côté des systèmes binaires. Par exemple, en mesurant comment les étoiles vacillent à cause de l'attraction gravitationnelle des planètes, les chercheurs évitent souvent les étoiles avec des compagnons connus parce que leur lumière peut fausser les mesures. De même, en surveillant les Transits-les moments où la planète passe devant son étoile-les scientifiques peuvent rater des planètes plus petites quand la lumière de l'étoile compagnon rend le transit plus difficile à détecter.

Du coup, notre compréhension de la façon dont les planètes autour des étoiles binaires se comportent est limitée. Les travaux théoriques suggèrent qu'une étoile proche peut influencer la formation des planètes, y compris en affectant le disque de gaz et de poussière dont les planètes naissent. Par exemple, si une étoile compagnon est proche et se déplace d'une certaine façon, elle pourrait empêcher une formation correcte des planètes.

Ces dernières années, des preuves ont montré que la formation des planètes pourrait être plus difficile dans des systèmes d'étoiles binaires proches. Des relevés à haute résolution d'étoiles avec des planètes connues ont trouvé très peu d'étoiles compagnons proches. En outre, en cherchant des planètes dans des systèmes binaires, les chercheurs ont constaté que les planètes géantes sont beaucoup moins courantes dans les binaires rapprochées que dans les larges. Les systèmes multi-planétaires, où plusieurs planètes orbitent autour de la même étoile, se trouvent aussi plus fréquemment dans les binaires larges.

Les observations de jeunes étoiles binaires révèlent que les disques de gaz et de poussière entourant ces étoiles sont souvent plus petits et moins denses que ceux qui entourent les étoiles simples. Cela suggère que la présence d'étoiles proches peut limiter le matériel disponible pour la formation des planètes. Cependant, certains systèmes binaires ont encore des planètes connues, et on ne sait pas trop pourquoi ces systèmes réussissent quand d'autres non.

Il y a peu de Données d'observation sur la façon dont diverses propriétés orbitales des étoiles binaires, comme leur alignement, affectent la formation des planètes. C'est surtout à cause des défis pour mesurer comment les étoiles binaires se déplacent au fil du temps. Récemment, certaines études ont commencé à examiner l'alignement des orbites des planètes et de leurs étoiles compagnons. Ils ont trouvé que dans de nombreux cas, les orbites des étoiles et des planètes sont alignées.

L'observation à long terme des systèmes d'étoiles binaires est essentielle pour comprendre comment avoir plusieurs étoiles impacte la formation des planètes. Dans cette recherche, les scientifiques présentent des premiers résultats de leur suivi en cours des systèmes binaires hôtes de planètes. L'accent est mis sur la proximité des orbites des étoiles et de leurs planètes, ce qui peut éclairer comment ces systèmes se sont formés et ont évolué.

#Échantillon de Binaries Hôtes de Planètes

Les chercheurs ont examiné des étoiles qui accueillent des planètes connues grâce à des missions spatiales comme Kepler, K2 et TESS. Ils voulaient trouver des systèmes où les étoiles hôtes avaient des compagnons proches. Seules les étoiles avec des compagnons à moins de 100 unités astronomiques ont été incluses, car celles-ci sont les plus susceptibles d'affecter la formation des planètes. L'équipe de recherche a éliminé les systèmes qui étaient probablement des détections fausses de planètes. Ils ont fini avec 40 systèmes binaires qu'ils étudient actuellement.

#Méthodes d'Observation

L'équipe a utilisé des instruments avancés à des télescopes aux États-Unis pour rassembler des données. Chaque étoile cible a été observée plusieurs fois, chaque observation incluant de nombreuses images prises en peu de temps. Ces images ont ensuite été traitées pour mesurer avec précision les positions des étoiles.

#Orbites Visuelles

Les chercheurs ont combiné leurs nouvelles mesures avec des données passées pour comprendre comment les étoiles dans les systèmes binaires se déplacent les unes par rapport aux autres. Ils ont trouvé que toutes les binaires de leur échantillon montraient des mouvements suggérant qu'elles étaient liées gravitationnellement, au lieu de simplement sembler proches par hasard.

En utilisant les données collectées, les scientifiques ont pu créer des orbites visuelles des systèmes stellaires. Cela a impliqué d'estimer la masse de l'étoile principale et, sur la base de la différence de luminosité, d'estimer la masse de l'étoile secondaire.

#Alignement orbital Planète-Binaire

La prochaine étape était de voir comment les orbites des étoiles étaient liées à celles des planètes. Comparer les inclinaisons des orbites des étoiles avec les orbites supposées en bord à bord des planètes peut montrer à quel point elles sont alignées. Si les planètes et les étoiles sont bien alignées, ça suggère certaines conditions durant leur formation qui ont permis cela. La plupart des systèmes étudiés ont montré de faibles inclinaisons mutuelles, indiquant que les étoiles et les planètes se sont probablement formées de manière similaire sans perturbations significatives.

Les résultats montrent que les étoiles binaires alignent généralement leurs orbites avec celles de leurs planètes, ce qui suggère que ces systèmes se sont probablement formés sans perturbations majeures qui auraient pu les désaligner. Cela correspond à ce que les théories prédisent sur la manière dont les étoiles et les planètes se forment ensemble dans des systèmes à plusieurs étoiles.

#Investigation de la Stabilité des Planètes

Pour s'assurer que les planètes dans ces systèmes binaires peuvent rester stables dans le temps, les chercheurs ont vérifié leurs configurations par rapport à des modèles connus de stabilité dynamique. Ils ont constaté que toutes les planètes étudiées étaient en orbites stables, ce qui signifie qu'elles sont peu susceptibles d'interférer les unes avec les autres d'une manière qui déstabiliserait leurs trajectoires.

Certains systèmes avaient des planètes proches de distances critiques où la stabilité pourrait être un problème. Un suivi constant de ces systèmes est essentiel pour vérifier davantage ces prédictions de stabilité.

#Travaux Futurs

Les chercheurs prévoient de continuer à étudier l'ensemble des systèmes binaires pour rassembler plus de données. Cela aidera à affiner leur compréhension des orbites et de leur relation avec la formation des planètes. Ils espèrent étendre leurs observations pour inclure des systèmes où les planètes mettent plus de temps à orbiter, ainsi qu'explorer comment différents types de configurations d'étoiles binaires affectent la formation et l'alignement des planètes.

De plus, l'équipe cherche à explorer comment les rotations des étoiles et de leurs planètes compagnons s'alignent. Cela nécessite des techniques avancées pour mesurer à la fois les orientations des orbites des planètes et les rotations des étoiles. Comprendre ces alignements peut aider à découvrir l'histoire de la formation de ces systèmes.

Une observation continue de ces systèmes binaires permettra à l'équipe de construire une image plus claire de la façon dont les planètes se développent dans des environnements avec plusieurs étoiles. Cette recherche pourrait finalement améliorer notre compréhension des systèmes planétaires dans tout l'univers, y compris ceux qui sont similaires au nôtre.