Rapport quadriennal 2002 - Laboratoire d'Astrophysique de l ...

Chapitre B
Thèmes: Bilan et prospective
un disque de poussières (Augereau et al. 2001), et autour de laquelle un vent a été observé (Lagrange et al.
2001).
8.4.2 Disques de poussières
Pour comprendre l’évolution des systèmes planétaires, il est indispensable d’étudier de manière détaillée de
nombreux systèmes, dans des états d’évolution variés. Nous avons très tôt entrepris de rechercher en AO et
avec HST des disques autour des étoiles de la Séquence Principale et en fin de PSP.
Nos recherches passées autour des étoiles SP, comme celles d’autres collègues, n’ont pas eu de succès (si ce
n’est autour de β Pictoris ) sans doute parce que les disques sont très peu denses et constitués de gros grains.
Nous reprenons maintenant ces recherches avec de nouveaux instruments, plus performants (GRIF/PUE'O;
NAOS) en portant un effort particulier sur les étoiles de la SP avec un fort excès infrarouge d’une part et
d’autre part sur les étoiles à vitesses radiales présentant soit un faible excès infrarouge soit des dérives long
terme de vitesses radiales. Il s’agit dans ce dernier cas, abordé en collaboration avec M. Mayor (Observatoire
de Genève), de détecter, outre des disques, des compagnons de faible masse.
Nos recherches ont été plus fructueuses en direction des étoiles plus jeunes, puisque nous avons découvert ou
observé les trois seuls disques de seconde génération actuellement connus (coll. F. Ménard, LAOG). Ces
observations donnent d’ores et déjà des contraintes sur l’évolution des disques (voir ci-dessous).
Parallèlement à ces observations, nous avons développé et utilisé jusqu’ici avec succès un modèle de disque
optiquement mince, visant à reproduire les observables à disposition sur ces systèmes (SED, imagerie
résolue) à partir de distribution de grains de propriétés variées. Nous avons également développé en
collaboration avec J. Papaloizou (QMWC; Londres) un modèle dynamique, visant à reproduire les mêmes
observables, à partir d’une distribution non plus de grains mais cette fois-ci de planétésimaux perturbés par
une planète.
Disque autour de HR 4796
Avec le coronographie couplé à ADONIS, nous avons pu imager à la marge un disque de poussières autour de
l’étoile HR4796 âgée seulement de 8 Myrs (Augereau 1999). Ce disque a été imagé par ailleurs (Schneider et
al. 1999) avec un meilleur signal à bruit avec HST depuis. Nous avons effectué la modélisation la plus
détaillée à ce jour de ce disque en utilisant l’ensemble des contraintes observationnelles disponibles sur la
poussière (images, SED complète jusqu’au domaine millimétrique). De cette étude, il ressort des contraintes
fortes sur les propriétés des grains (Augereau et al. 1999a). Cette étude nous a permis de conclure que des
disques de seconde génération peuvent être présents autour d’objets de 10 millions d’années.
De plus, HR 4796 fait partie d’un système binaire et permet ainsi d’aborder la question de la formation et de
l’évolution des systèmes planétaires dans les systèmes binaires. Le disque est de fait tronqué à l’extérieur,
peut-être sous l’effet de la binarité. Une modélisation est toutefois nécessaire pour confirmer cette hypothèse.
Disque autour de HD 141569
Nous avons réalisé en 1999 avec le coronographe de NICMOS/HST la première image du disque de
poussières autour de HD 141569, étoile en fin de PSP (Augereau et al. 1999b), révélant une structure
annulaire, que nous avons récemment observée plus en détail avec des données HST/STIS. Cette structure
annulaire apparaît maintenant très complexe (Mouillet et al. 2001) et sans doute liée aussi à la présence de
compagnons, peut-être planétaires (modélisation en cours). Nous avons par ailleurs entrepris, d’une part, en
collaboration avec A. Dutrey (LAOG) un programme d’observations de ce système avec l’interféromètre du
Plateau de Bure, afin de contraindre sa SED aux grandes longueurs d’onde et par là même les modèles de
poussières, et d’autre part, en collaboration avec Louis le Sergent d’Hendecourt (IAS), des observations en
spectroscopie avec ISAAC/VLT pour rechercher des signatures spectrales de composés chimiques
astrophysiques (PAH, glaces).
Disque autour de HD100546
Nos données HST ont permis de détecter un disque autour de HD 100546 (10 Myrs) qui apparaît ainsi
intéressante tant du point de vue de son gaz que de sa poussière circumstellaires (Augereau et al. 2001). Le
disque, partiellement optiquement épais, est sans doute moins évolué que celui de HD 141569 ou de HR
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