La jeune exoplanète géante Beta Pictoris c se montre aux astronomes

Depuis août 2019, les astronomesastronomes connaissent l'existence de l'exoplanète bêta Pictoris c, la période de son orbiteorbite (1.200 jours), et même sa massemasse, mais elle échappait encore à notre regardregard. Sa présence avait été trahie après plus de 10 ans d'observations de son jeune soleilsoleil (environ 23 millions d'années) grâce à une méthode indirecte appelée vitessevitesse radiale : les petits mouvementsmouvements de l'étoileétoile montrent en effet qu'une planète géanteplanète géante d'une masse équivalente à neuf fois celle de JupiterJupiter se trouve très proche d'elle, à seulement 2,7 unités astronomiquesunités astronomiques, c'est-à-dire à 2,7 fois la distance moyenne entre la TerreTerre et le Soleil. Tellement proche qu'il n'avait pas encore été possible de l'observer directement, les télescopestélescopes classiques étant incapables de la distinguer du rayonnement de son étoile.

Où se situe Beta Pictoris ? © ESO

En s'appuyant sur l'interféromètreinterféromètre Gravity, dont la précision est 100 fois supérieure à celle des télescopes, l'équipe de recherche internationale a pu capter pour la première fois la lumièrelumière émise par β Pictoris c. Cette prouesse n'aurait pu être possible sans les calculs très précis de la position de l'exoplanèteexoplanète autour de son étoile. En effet, Gravity est très sensible, mais son champ de vue est lui très réduit. Il était donc nécessaire que l'estimation de la position de la planète soit précise pour braquer les télescopes au bon endroit.

Images de synthèse du système planétaire Bêta Pictoris. À gauche et au centre, vue du système avec l’étoile et son disque de poussières. Les orbites des deux planètes sont représentées, vue du dessus dans l’image de droite. © Max-Planck-Institut für Astronomie

Ce que nous apprennent les observations directes de Beta Pictoris c

C'est la première fois qu'une observation directe d'exoplanète repose sur les données apportées par la méthode des vitesses radialesméthode des vitesses radiales. Les scientifiques ont donc pu combiner les informations offertes par ces deux techniques : l'une donne la masse et l'autre la luminositéluminosité.

Ces données sont d'un intérêt primordial, car la relation exacte entre masse et luminosité des planètes est liée aux mécanismes de leur formation. Ainsi, l'équipe de recherche a pu confirmer que la jeune planète β Pictoris c se refroidit et expulse encore une partie de l'énergie thermiqueénergie thermique accumulée lors de sa formation.

Ces observations obtenues sur une jeune planète permettront de mieux comprendre comment se forment les planètes géantes. Les scientifiques espèrent par ailleurs pouvoir répondre à une nouvelle question soulevée par cette étude : pourquoi β Pictoris c est-elle six fois moins lumineuse que sa planète sœur β Pictoris b, alors que leurs masses sont très proches ?

Les résultats de ces recherches conduites par des équipes du CNRS, de l'Observatoire de Paris - PSL, de l'université Grenoble Alpes, d'Aix-Marseille Université, de l'université de Paris, de l'université de Lille et de leurs partenaires étrangers viennent de paraître dans la revue Astronomy & Astrophysics.