C'est une star de l'astronomie qui est à nouveau sur le devant de la scène. Comme Futura l'avait déjà expliqué dans un précédent article, l'étoile Bêta Pictoris (β Pic) est en effet célèbre dans le monde de l'astronomie depuis des décennies. Elle fait partie des objets que l'on étudie pour percer les secrets de la formation planétaire, du Système solaire initialement puis, plus généralement, des exoplanètes depuis le début de la saga de leur découverte en 1995.

Les astronomes avaient de très bonnes raisons de s'intéresser à cette étoile blanche pour comprendre l'enfance du Système solaire. En effet, la théorie de l'évolution stellaire et les observations la concernant indiquaient clairement qu'elle avait débuté sa vie sur la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russel depuis environ 23 millions d'années.

Un zoom vertigineux en direction de Bêta Pictoris. © European Southern Observatory (ESO)

Une exoplanète dans un disque de débris

Comme elle est située à une distance d'environ 63 années-lumière du Système solaire dans la constellation australe du Peintre, elle était donc suffisamment proche au début des années 1980 pour être une cible toute trouvée pour le satellite Iras (Infrared Astronomical Satellite), un télescope spatial qui fut le tout premier à effectuer une couverture complète du ciel dans l'infrarouge.

Lancé le 25 janvier 1983 sur une orbite héliosynchrone, Iras n'avait pas tardé à mettre en évidence un excès d'émission infrarouge autour de l'étoile Bêta Pictoris. Excès que les astrophysiciens ont rapidement interprété comme l'une des toutes premières détections d'un disque de poussières autour d'une étoile. Cette hypothèse a d'ailleurs été vérifiée l'année suivante, en 1984, avec une imagerie directe de ce disque circumstellaire : une grande première pour l'époque.

On voit sur cette photo composite, prise dans l'infrarouge proche, le système de Bêta Pictoris. Le disque de débris est bien visible ainsi que l'exoplanète Bêta Pictoris b. En haut à droite, se trouve la comparaison avec la taille de l'orbite de Saturne. © ESO, A-M. Lagrange et al. 

En 2008, comme on s'y attendait du fait de la théorie de la formation des systèmes planétaires, une exoplanète - Bêta Pictoris b (encore désignée par β Pictoris b) - a finalement été découverte dans ce disque (un disque de débris issu d'un disque protoplanétaire ayant perdu son gaz) avec le système d'optique adaptative Naco du Very Large Telescope, dans le désert d'Atacama au Chili, grâce à Anne-Marie Lagrange, directrice de recherche au CNRS et membre du Laboratoire d'astrophysique de Grenoble, et à son équipe. La découverte fut suivie plus tard par une autre, Bêta Pictoris c.

Des astronomes ont découvert une troisième planète en orbite autour de l'étoile Bêta Pictoris grâce au Very Large Telescope (VLT) de l'ESO. Cette nouvelle planète, baptisée Bêta Pictoris d, figure parmi les exoplanètes les plus faibles jamais observées depuis le sol. Après cette première découverte, l'équipe a constaté qu'elle se cachait dans des observations d'archives couvrant plus d'une décennie. Cette vidéo résume l'étude. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © ESO

Une des exoplanètes les moins lumineuses jamais observées depuis le sol

Aujourd'hui, une équipe internationale d'astronomes annonce la découverte d'une nouvelle exoplanète autour de l'étoile Bêta Pictoris. Cette nouvelle planète, baptisée Bêta Pictoris d, n'est que 2,4 fois plus massive que Jupiter, ce qui en fait l'une des moins massives jamais observées par imagerie directe depuis le sol, alors que les précédentes ont chacune une masse environ dix fois supérieure à celle de Jupiter.

Des indices de son existence étaient suggérés par des observations réalisées à l'aide de l'instrument Eris du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO). Cependant, les astronomes ont été surpris de constater que l'on pouvait déjà déduire son existence dans des observations d'archives couvrant plus d'une décennie. Ils l'expliquent dans une publication de The Astrophysical Journal Letters, que l'on peut retrouver en accès libre sur arXiv.

Ces archives sont en particulier celle de Sphere (acronyme de Spectro Polarimetric High contrast Exoplanet REsearch, littéralement « recherche d'exoplanètes par spectropolarimétrie à haut contraste en français), un instrument installé sur le VLT dont l'objectif principal est précisément l'imagerie directe de planètes extrasolaires.

Une autre confirmation de son existence a été obtenue avec le télescope spatial James-Webb.

Bêta Pictoris d étant loin de son soleil, elle est particulièrement froide et donc peu lumineuse. Il n'était en fait pas évident de l'imager directement, comme l'explique un communiqué de l'ESO, qui indique également que Bêta Pictoris d figure parmi les exoplanètes les moins lumineuses jamais observées depuis le sol, ce qui représente une avancée majeure.

Valentin Christiaens, coauteur de l'étude et chercheur au CEA Paris-Saclay, en France, ajoute dans ce communiqué : « Ces détections dans les données d'archives de Sphere sont non seulement très passionnantes en elles-mêmes, mais aussi parce qu'elles suggèrent qu'un certain nombre de trésors sont encore cachés dans les archives des instruments du VLT ! »