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Exoplanètes : Bêta Pictoris se dévoile enfin dans le visible !

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Après la série de la semaine dernière, une nouvelle planète extrasolaire vient à nouveau d'être photographiée, cette fois autour de Bêta Pictoris, une étoile âgée de seulement 12 millions d'années située à 70 années-lumière du Soleil.

Bêta Pictoris b en infrarouge. Crédit ESO

Les photographies d'exoplanètes semblent avoir tendance à se multiplier. La semaine dernière, l'une d'elles était vue autour de l'étoile Formahaut par le télescope spatial Hubble et une autre équipe annonçait l'observation dans le visible d'un système planétaire.

Bien que les vérifications soient encore en cours, cette onzième découverte d'exoplanète par la méthode directe ne fait pratiquement aucun doute dans l'esprit des chercheurs, qui en suspectaient l'existence depuis près d'une vingtaine d'années.

En 1983, peu après son lancement, le télescope spatial infrarouge Iras (Infrared Astronomical Satellite) construit conjointement par la Nasa, la NIVR (agence spatiale néerlandaise) et le SERC (agence de la recherche britannique) détectait une importante source infrarouge dans le voisinage de Bêta Pictoris, immédiatement interprétée comme un disque de poussière circumstellaire. Celui-ci était directement observé en 1984 au moyen d'un coronographe stellaire, régulièrement surveillé depuis cette date.

Histoire d’une avancée scientifique

Ce disque, étendu sur plus de 1.000 UA et constitué de particules relativement grandes (un micron ou plus), présente une zone centrale relativement vide à l'intérieur d'un rayon d'environ 50 UA où sont observées des chutes sporadiques de gaz, et parfois des éjections probablement provoquées par les mouvements de corps cométaires à proximité de l'étoile. L'évaporation, ou la destruction par collision d'astéroïdes semblent aussi être nécessaires pour expliquer la présence de cette poussière et la teneur relativement importante du milieu en monoxyde de carbone (CO). Des déformations du disque suggèrent aussi qu'une planète de type Jupiter pourrait se trouver sur une orbite légèrement inclinée à environ 10 UA de l'étoile, et du coup Bêta Pictoris devient à cette époque le prototype des étoiles candidates à la première découverte d'une planète extrasolaire.

Elle n'en n'aura cependant pas l'honneur, et en 1995 l'astronome suisse Michel Mayor découvre la première planète extrasolaire autour de l'étoile 51 Pegasi grâce à la technique des vitesses radiales.

Depuis, elles sont 328 (au 21 novembre 2008) et semblent littéralement pleuvoir, signe du perfectionnement sans cesse accru des moyens d'observation. Mais la visualisation directe d'une planète en dehors de notre système solaire demeurait un exploit voisin de l'utopie, jusqu'à très récemment. Aujourd'hui, les instruments et la technologie arrivent juste au niveau nécessaire pour permettre ce type de découverte, qui commence à se produire régulièrement.

Bêta Pictoris se dévoile

Une équipe française conduite par l'astronome Anne-Marie Lagrange, du laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG, Université Joseph Fourier) et directrice de recherches au CNRS, a repris et analysé des observations effectuées au moyen d'un des quatre instruments de 8 mètres du Very Large Telescope de l'ESO équipé de Naco, un dispositif associant un système d'optique adaptative et une caméra travaillant dans le proche infrarouge. Elle a ainsi pu mettre en évidence ce qui pourrait être l'exoplanète la plus proche d'une étoile jamais imagée, et vient de publier ses observations dans Astronomy and Astrophysics Letters (Image of a close and planetary-mass companion to β Pictoris, à paraître bientôt).

Position de Bêta Pictoris b, très proche de l'étoile. Crédit ESO

Afin de corroborer cette observation et éliminer la possibilité d'un artefact sur l'image, les principales étapes de l'analyse ont été de nouveau effectuées par d'autres membres de l'équipe appartenant au Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique (Lesia, Universités Paris 6 et 7) et à l'Onera, en travaillant sur d'autres jeux de données. La possibilité d'une étoile apparaissant en arrière-plan a aussi été examinée, bien que cette coïncidence soit très peu probable. Tous les résultats semblent corroborer la présence d'une planète.

Le flux de l'exoplanète détectée visuellement, nommée Bêta Pictoris b, indique une masse d'environ 8 fois celle de Jupiter à une distance de seulement 8 UA de Bêta Pictoris, soit environ la distance Soleil - Saturne, à une température de 1.500 K. Ces caractéristiques sont en tout point compatibles avec les prévisions faites depuis des années. Sa situation, dans une zone similaire à celle occupée par les planètes géantes de notre système solaire, fournit des indications sur sa formation, qui aurait pu, par exemple, passer par une accrétion de matière solide en orbite dans le disque protoplanétaire.