Circumstellar disks around young low-mass stars: Observed properties and lifetime

Unveiling the physical processes leading to planet formation is one of the major challenges of modern astrophysics. Until the last fifteen years, the origin of planetary systems was mostly investigated from observations and modelling of our own Solar System. However, the new generation of astronomical facilities is slowly but surely changing this. Observations of circumstellar disks around young stars similar to the Sun in its infancy are now routinely provided by large astronomical facilities, from the optical wavelengths to the millimeter range. These observations begin to have the sensitivity and angular resolution needed to provide invaluable information inside the regions of disks where planets should form. In this review, I show some new results which illustrate how fast this new domain is evolving and which kind of physical/chemical parameters can be explored. In particular, I present what recent observations tell us about disk lifetime and evolution.I conclude by some open questions which represent important astrophysical challenges for tomorrow in order to understand how planetary systems form.

RésuméComprendre la formation des systèmes planétaires est l’un des très grands défis de l’astrophysique contemporaine. Jusqu’à il y a environ 15 ans, l’essentiel des connaissances dans ce domaine était basé sur la planétologie et l’étude de la formation de notre propre système solaire. Cependant, grace aux progrès en instrumentation astronomique, la nouvelle géneration de télescopes est en train d’ouvrir aux investigations les systèmes planétaires lointains en formation. Les disques proto-planétaires orbitant autour d’étoiles similaires au Soleil jeune sont maintenant facilement observables, aussi bien en optique qu’aux longueurs d’ondes millimétriques. Ces observations commencent à avoir la sensibilité et la résolution angulaire nécessaires pour sonder les régions internes des disques où devraient se former les planètes. Dans cette revue, je présente plusieurs résultats récents qui illustrent ces points et montrent comment les astronomes commencent désormais à contraindre la physique et la chimie de ces disques. Je discute aussi leurs temps caractéristiques et leur évolution.Je conclus sur quelques questions clés qui sont parmi les défis de demain si l’on veut comprendre la genèse des planètes.