Une étude, dont les résultats intitulés «Time evolution of snow regions and planet traps in an evolving protoplanetary disk» ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, a permis d'élaborer un nouveau modèle représentant sur des millions d'années l'évolution de disques protoplanétaires composés de poussières et de gaz qui formeraient les planètes à partir de 'pièges à planètes'.

Soulignons tout d'abord que la température dans le plan médian d'un disque protoplanétaire «va déterminer sa composition» et, que c'est «en suivant cette composition tout au long de l’évolution du disque», qu'il devient possible de déterminer les conditions favorables à la formation et à la croissance des planètes.

Ainsi, en vue de comprendre la formation du Système solaire et des exoplanètes, l'étude ici présentée a développé ce nouveau modèle de disque protoplanétaire «en couplant des calculs sur la dynamique, la thermodynamique et la géométrie des disques».

Celui-ci a non seulement permis de suivre l'évolution au cours du temps du disque en analysant, en particulier, «la migration des embryons planétaires en son sein», mais il a également abouti à la détermination de «la position des lignes de sublimation des différentes espèces de poussières présentes dans le disque, c’est-à-dire la frontière au-delà de laquelle certaines de ces poussières passent de l’état solide à l’état gazeux».

Les endroits les plus favorables «à la survie et à la croissance des 'bébés' planètes, en suivant la migration des embryons planétaires susceptibles de se former dans un tel disque», ont ainsi pu être localisés: il est alors apparu que ces embryons de planètes vont s'accumuler dans des zones, baptisées 'pièges à planètes', «qui, d’une part, assurent leur survie en les empêchant de percuter leur étoile et qui, d’autre part, favorisent leurs collisions, leur permettant de croître par accrétion».

Le suivi «tout au long de l'évolution du disque protoplanétaire» de ces 'pièges à planètes', qui se trouvent «sur les lignes de sublimation des poussières», permet «d'identifier les zones stables où les planètes pourront survivre et grossir, et les distinguer des pièges plus éphémères qui ne retiendront que temporairement les embryons planétaires».

Ce travail a pu, de plus, démontrer «le rôle essentiel de la ligne de sublimation de la glace d'eau, que l’on pensait jusqu'à présent brutale et mince, dans la formation des planètes au sein même de notre Système solaire»: plus précisément, «en deçà de cette ligne, se forment des planètes raisonnablement petites comme la Terre, contenant des silicates en quantités importantes et donc de densités plus élevées» alors «qu'au-delà de la limite des glaces, là où l'eau peut être à l’état solide, ce sont des planètes géantes de plus faibles densités comme Jupiter qui apparaissent».

A l'avenir, ce modèle détaillé d’évolution des disques protoplanétaires associé à une simulation de la croissance des embryons planétaires, pourrait aider à «mieux comprendre la composition des cœurs des planètes du Système solaire» et, grâce aux «futures observations de l’observatoire millimétrique et sub-millimétrique ALMA» conduire à «affiner les données rassemblées sur les lieux de formation des exoplanètes».