Matière carbonée solide dans les jeunes systèmes planétaines – CYPRESS

De récentes études de cosmochimie montrent que notre système solaire a subi lors de sa formation une inexpliquée et importante disparition de matériau solide carboné dans la zone des planètes telluriques, rendant selon certaines études, ces planètes plus propices à l’apparition de la vie.
L’étude des disques protoplanétaires est déterminante pour comprendre la formation des planètes ainsi que les phases précoces du Système Solaire. Parmi les différents matériaux solides, la matière carbonée est particulièrement importante en raison de son interaction avec le rayonnement, qui influe sur la structuration des disques, ainsi que pour sa contribution à la composition des planètes qui impacte leur dynamique interne et potentiellement leur habitabilité.
L’instrument MATISSE au VLTI offre pour la première fois la possibilité d’observer les poussières carbonées dans les disques aux plus petites échelles spatiales (~ 0.1-10 unités astronomiques). La combinaison de ces données avec les données d’instruments comme VLT/VISIR, NaCo, SPHERE, ERIS et de VLTI/PIONIER, GRAVITY, ALMA et JWST permettra d’obtenir une cartographie à toutes les échelles de cette matière carbonée comparée à la distribution des poussières silicatées.
Afin de lever les dégénérescences dans la modélisation de l’émission des disques, l’espace des paramètres permettant de décrire la morphologie des régions internes sera d’abord déterminé par ajustement de modèles analytiques. Les réservoirs de matière solide carbonée seront ensuite déterminés en utilisant un modèle complet de transfert radiatif. Le processus de modélisation considère en particulier un modèle de poussières physiquement auto-consistant appelé THEMIS, développé par les proposants, et qui inclut silicates et particules carbonées. Une analyse numérique va permettre de prendre en compte la distribution en taille et la répartition des particules dans la direction verticale au plan du disque, via le code PHANTOM, de façon à relier les observations de l’atmosphère des disques avec leur plan médian. La sublimation des grains ainsi que les effets de photo-destruction des grains attendus dans l’atmosphère des disques seront pris en compte.
Les profils radiaux Carbone/Silicium permettront de mettre en regard les systèmes jeunes observés avec les résultats issus de la cosmochimie de notre Système Solaire.