Disque de transition

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Un disque de pré-transition, puis un disque de transition, est un disque circumstellaire constitué de gaz et de poussières et évoluant de l'état de disque protoplanétaire à celui de disque de débris.

Description et origine[modifier | modifier le code]

On sait que les jeunes disques de matières émettent des rayonnements dans l'infrarouge car ils sont chauffés par leur étoile centrale à des températures supérieures à celle de la poussière interstellaire ambiante. Cependant, on sait également qu'au bout d'environ cinq millions d'années, pratiquement toutes les étoiles ne montrent plus de signe de la présence d'un disque chaud les entourant, ce qui laisse penser que la plupart des disques circumstellaires (ou tout du moins ceux autour d'étoiles de taille similaire à celle du Soleil) ont disparu dans cet intervalle de temps : la matière du disque a soit été accrétée par l'étoile, soit formé des planètes ou des corps plus petits, soit été dispersée par évaporation ultraviolette ou par les vents émis par l'étoile. Les disques de transition sont l'étape intermédiaire entre ces deux stades extrêmes de l'évolution des disques circumstellaires : ils n'ont pas encore été déplétés mais, malgré leur présence, ils n'émettent que peu dans l'infrarouge mais plutôt à des températures plus basses[1].

Storm et al. (1989) définissent les disques de transition comme étant des disques dont les régions internes sont relativement vide de matière mais dont les régions externes contiennent encore une quantité importante de poussière[2]. Sean Andrew les décrit pour sa part en disant qu'il s'agit de disques avec une grande réduction de la profondeur optique proche de l'étoile, c'est-à-dire qui présente une "cavité" ou un "trou" dans cette zone[2]. Selon Andrews, cette cavité a un rayon entre 15 et 75 unités astronomiques et contient entre 10 000 et un million de fois moins de matière que le disque[2]. Le disque externe est de densité similaire, quoique généralement légèrement supérieure, aux disques « normaux »[2]. Il précise par ailleurs que, en général, ces systèmes continuent d'accréter[2]. Selon Sean Andrews, la cavité interne au disque pourrait résulter de la présence d'une planète géante très jeune (environ un million d'années)[2].

Subhanjoy Mohanty et al. (2014) décrivent ces disques en les comparant aux T Tauri et aux disques de pré-transition[3]. Les étoiles T Tauri classiques (CTTS pour l'anglais Classical T Tauri Stars) sont des étoiles récemment formées entourées par un disque d'accrétion dont la limite interne est située à seulement quelques rayons stellaires de l'étoile (troncation magnétosphérique) et dont le taux d'accrétion vers l'étoile est de l'ordre de 10-8 masses solaires par an[3]. De leur côté, les disques de transition comportent une grande cavité de l'ordre de quelques unités astronomiques à quelques dizaines d'unités astronomiques et dont le taux d'accrétion vers l'étoile est généralement bien moindre[3]. La cavité pourrait être sculptée par des planètes ou la photoévaporation[3]. Les disques de pré-transition sont constitués d'un disque interne et d'un disque externe séparés par une grande lacune (gap)[3]. Leur taux d'accrétion est similaire à celui des CTTS[3]. Leur cavité pourrait être sculptée par des planètes[3].

Population[modifier | modifier le code]

Selon Muzerolle et al. (2010), ce type d'objet serait rare : il y en aurait autour d'environ 1 % des étoiles après 1 million d'années et autour d'environ 10 % après 3 millions d'années[2].

Exemples[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ Transition Disks Around Young Stars, sur le site du Smithsonian Astrophysical Observatory, 21 mars 2014.
  2. ↑ a b c d e f et g Protoplanetary “transition” disks, Sean Andrews, Planetary Population Synthesis Workshop, 30 novembre 2010.
  3. ↑ a b c d e f et g [Gas Accretion Across a Pre-Transition Disk Cavity: New Observations of LkCa 15], Subhanjoy Mohanty et al., 7 août 2014.
  4. ↑ a b et c (en) C. Espaillat et al., « Unveiling the structure of pre-pransitional disks », The Astrophysical Journal, vol. 717, no 1,‎ , p. 441-457 (DOI 10.1088/0004-637X/717/1/441, Bibcode 2010ApJ...717..441E, arXiv 1005.2365, lire en ligne [html], consulté le )
    Les coauteurs de l'article sont, outre C. Espaillat : P. D'Alessio, J. Hernández, E. Nagel, K. L. Luhman, D. M. Watson, N. Calvet, J. Muzerolle et M. McClure.
    L'article a été reçu par la revue le 11 mars 2010, accepté par son comité de lecture le 10 mai 2010 et publié le 14 juin 2010.
  5. ↑ (en) C. Thalmann et al., « The architecture of the LkCa 15 transitional disk revealed by high-contrast imaging », Astronomy and Astrophysics, vol. 566,‎ , id. A51 (DOI 10.1051/0004-6361/201322915, Bibcode 2014A&A...566A..51T, arXiv 1402.1766, résumé)
    Les coauteurs de l'article sont, outre C. Thalmann : G. D. Mulders, K. Hodapp, M. Janson, C. A. Grady, M. Min, M. de Juan Ovelar, J. Carson, T. Brandt, M. Bonnefoy, M. W. McElwain, J. Leisenring, C. Dominik, T. Henning et M. Tamura.
    L'article a été reçu par la revue le 25 octobre 2013, acceptée par son comité de lecture le 5 février 2014 et mis en ligne le 11 juin 2014.
  6. ↑ A Major Asymmetric Dust Trap in a Transition Disk, Nienke van der Marel et al., Science, 7 juin 2013, Vol. 340, no 6137, p. 1199-1202. DOI 10.1126/science.1236770.
  7. ↑ (en) Maddalena Reggiani et al., « Discovery of a companion candidate in the HD169142 transition disk and the possibility of multiple planet formation », The Astrophysical Journal, vol. 792, no 1,‎ , id. L23 (DOI 10.1088/2041-8205/792/1/L23, Bibcode 10.1088/2041-8205/792/1/L23, arXiv 1408.0813)
    Les coauteurs de l'article sont, outre Maddalena Reggiani : Sascha P. Quanz, Michael R. Meyer, Laurent Pueyo, Olivier Absil, Adam Amara, Guillem Anglada, Henning Avenhaus, Julien H. Girard, Carlos Carrasco Gonzalez, James Graham, Dimitri Mawet, Farzana Meru, Julien Milli, Mayra Osorio, Schuyler Wolff et Jose-Maria Torrelles.
    L'article a été reçu par la revue le 19 novembre 2013, acceptée par son comité de lecture le 29 juillet 2014 et publiée le 20 août 2014.
  8. ↑ (en) N. Huélamo, S. Lacour, P. Tuthill, M. Ireland, A. Kraus et G. Chauvin, « A companion candidate in the gap of the T Chamaeleontis transitional disk », Astronomy and Astrophysics, vol. 528,‎ , id. L7 (DOI 10.1051/0004-6361/201016395, Bibcode 2011A&A...528L...7H, arXiv 1102.4982, lire en ligne [html], consulté le )
    L'article (lettre à l'éditeur) a été reçue par la revue le 23 décembre 2010, acceptée par son comité de lecture le 14 février 2011 et mis en ligne le 24 février 2011.
  9. ↑ (en) S. Sallum et al., « New spatially resolved observations of the T Cha transition disk and constraints on the previously claimed substellar companion », The Astrophysical Journal,‎ à paraître (Bibcode 2015arXiv150101964S, arXiv 1501.01964, lire en ligne [PDF], consulté le )
    Les coauteurs de l'article sont, outre S. Sallum : J. A. Eisner, Laird M. Close, Philip M. Hinz, Andrew J. Skemer, Vanessa Bailey, Runa Briguglio, Katherine B. Follette, Jared R. Males, Katie M. Morzinski, Alfio Puglisi, Timothy J. Rodigas, Alycia J. Weinberger et Marco Xompero.
    L'article, accepté par le comité de lecture de la revue The Astrophysical Journal a été mis en ligne sur arXiv le 8 janvier 2015.
  10. ↑ (en) Simon Casassus et al., « ALMA results on a case-study transition disk » [PDF], sur National Radio Astronomy Observatory (consulté le )
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