La formation planétaire entre dans l'ère des observations – CHAIN

Au cours des dernières décennies, la science planétaire a connu une véritable révolution, révélant l’universalité des planètes autour d’autres étoiles ainsi qu’une diversité frappante de leurs propriétés. Comprendre l’origine de cette diversité et les chemins menant à l’émergence de planètes habitables constitue l’un des grands objectifs de l’astrophysique et une question fondamentale pour l’humanité.
Des progrès considérables ont été accomplis dans l’étude de la formation planétaire grâce aux observations millimétriques, qui permettent de sonder les régions externes des disques protoplanétaires (> 20 unités astronomiques). Toutefois, la majorité des planètes, notamment celles du Système solaire, se sont formées dans les régions internes, mieux révélées dans le domaine infrarouge. Aujourd’hui, la théorie de la formation planétaire a atteint une certaine maturité, mais elle souffre encore d’un manque critique d’ancrage dans les observations.
Avec le lancement du télescope spatial James Webb (JWST), les régions de formation planétaire situées dans les disques protoplanétaires sont désormais accessibles. Inaugurant une moisson de résultats, les premiers spectres publiés par mes collaborateurs et moi-même révèlent une diversité étonnante, avec des raies d’émission spectaculaires retraçant la structure chimique et physique de ces zones encore mal connues. Cependant, les disques protoplanétaires internes sont des environnements dynamiques qui nécessitent une nouvelle génération de modèles pour exploiter pleinement les données du JWST.
M’appuyant sur mon expertise complémentaire en dynamique et en chimie des disques, ainsi que sur mon accès privilégié à plusieurs programmes majeurs du JWST, je mènerai l’analyse de larges échantillons de données issues de ce télescope. Nous obtiendrons des résultats décisifs grâce au développement d’un modèle inédit couplant dynamique, chimie et transfert radiatif. Cet outil stratégique nous permettra d’aborder des questions fondamentales de la formation planétaire, en :
1) mesurant le flux entrant des gros grains de poussière, qui détermine le rythme de croissance des embryons planétaires,
2) estimant les rapports d’abondance élémentaire dans le gaz, essentiels pour interpréter la composition atmosphérique des exoplanètes,
3) caractérisant les vents du disque, indispensables à l’élaboration de modèles réalistes de formation planétaire.
Pris dans son ensemble, ce programme exploitera pleinement le potentiel du JWST en inscrivant la théorie de la formation planétaire dans le domaine des observations.