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Un anneau de poussières trahirait une exoplanète autour de HR 4796 A

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Le télescope Subaru fournit dans le proche infrarouge des images de résolution comparable à celle de Hubble dans le visible. Il vient de confirmer ce dont on se doutait : l'anneau de poussières autour de l'étoile HR 4796 A semble bien abriter au moins une exoplanète.

Dans le proche infrarouge (1,6 micron), l'image de l'anneau de débris autour de l'étoile HR 4796 A. Le traitement de l'image a soustrait l'étoile centrale. © National Astronomical Observatory of Japan

Ce n'est pas la première fois que les astronomes observent l'étoile HR 4796, une binaire située à environ 240 années-lumière du Soleil, dans la constellation du Centaure. Ce système stellaire est composé d'une étoile blanche de la séquence principale, appelée HR 4796 A et d'une naine rouge, fort logiquement appelée HR 4796 B.

HR 4796 A est environ deux fois plus massive que le Soleil et vingt fois plus lumineuse avec un âge estimé à 8 millions d'années. L'instrument Nicmos, du télescope spatial Hubble, a montré qu'elle est entourée d'un disque de débris dont le spectre rougeâtre est semblable à celui du tholin.

Rappelons que le tholin, parfois appelé aussi la tholine, est une substance organique plus ou moins azotée de poids moléculaire élevé, de couleur rouge brun (sépia) et de structure mal connue, qu'on trouve à la surface de nombreux astres du Système solaire externe. C'est Carl Sagan qui lui a donné son nom et qui a été l'un des premiers à l'étudier. On la trouve donc sur certaines des planètes ardentes d'André Brahic, comme Titan.

Surtout, Hubble avait observé que ce disque de débris est légèrement excentré par rapport à son étoile. On observe même une sorte d'anneau de poussières dont le diamètre est environ le double de celui de l'orbite de Pluton.

Dans le proche infrarouge (1,6 micron), l'image de l'anneau de débris autour de l'étoile HR 4796 A est bien visible avec les instruments de Subaru. On peut voir l'emplacement de l'étoile (star's location), l'anneau de poussières fines (fine dust) et l'anneau de poussières à gros grains (coarse dust ring). Une unité astronomique (UA) est égale à la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, soit plus de 149.000.000 km. En bas à gauche, on a représenté une distance d'une seconde d'arc sur la voûte céleste, ce qui correspond sur cette image à 73 UA. © National Astronomical Observatory of Japan

Cet anneau de poussières a été observé encore plus nettement par le télescope japonais Subaru à l'aide de sa caméra Hiciao (High Contrast Instrument for the Subaru Next Generation Adaptive Optics). Il a alors été possible de démontrer qu'il y a avait bel et bien un léger écart entre le centre de l'anneau et la position de l'étoile HR 4796 A. Mieux, cet écart a été mesuré précisément.

Une détection d'exoplanète indirecte

La conclusion des astronomes, telle qu'ils l'exposent dans un article sur arxiv, est que l'on a maintenant toutes les raisons de croire que l'on est confronté à une situation très similaire à celle précédant la découverte d'une exoplanète, en l'occurrence Fomalhaut b.

En effet, à défaut d'avoir une image directe d'une exoplanète en orbite autour de HR 4796 A, les caractéristiques de l'anneau de poussières, en particulier le fait qu'il soit excentré, s'interprètent bien si l'on imagine qu'au moins une planète existe autour de l'étoile. Son influence gravitationnelle se ferait sentir sur le disque et l'anneau. Ce serait aussi des collisions entre petits corps célestes qui réalimenteraient en permanence l'anneau de poussières.

Voilà donc un laboratoire de plus pour comprendre la formation des systèmes planétaires.

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