À l’aide du VLT de l’ESO et du télescope spatial James Webb, une équipe internationale, impliquant des chercheurs de l’Observatoire de Paris - PSL, a réussi l’exploit d’imager directement β Pictoris d. Cette planète est la plus faible jamais imagée depuis la Terre. Sa découverte fait l’objet d’un article qui paraîtra prochainement dans The Astrophysical Journal Letters.
Le système de l’étoile β Pictoris, âgé de 20 millions d’années et situé à seulement 63 années-lumière, est unique pour l’étude des systèmes planétaires jeunes. On y connaissait déjà deux géantes gazeuses (b, découverte en 2008, et c, en 2019) découvertes par une équipe française, ainsi qu’un immense disque de poussières et enfin, des exocomètes - premières du genre à avoir été mises au jour autour d’une étoile -, là encore par une équipe française.
Une troisième planète vient désormais officiellement s’ajouter à la famille : β Pictoris d.
Un exploit technologique de haute précision
Photographier une exoplanète représente un défi de taille : la lumière de l’étoile hôte est si éblouissante qu’elle masque ses compagnons, bien moins lumineux. L’équipe a pourtant relevé le défi grâce à ERIS, un instrument de pointe installé sur le VLT de l’ESO.
Les observations révèlent que β Pictoris d est environ 100 fois moins lumineuse que sa grande sœur, β Pictoris b. Avec une masse estimée à seulement 2,4 fois celle de Jupiter (contre environ une dizaine pour b et c), elle figure parmi les mondes les moins massifs jamais détectés par imagerie directe depuis le sol.
L’analyse de sa lumière indique également une température effective modérée de 600 K (environ 330 °C) et des indices d’absorption de méthane dans son atmosphère, témoignant d’une composition enrichie en métaux.
Dix ans d’archives révélées
Une fois la planète repérée par l’instrument ERIS dans l’infrarouge, les astronomes ont replongé dans le passé. En réanalysant minutieusement des données d’archives, remontant à 11 ans pour les plus anciennes (provenant de l’instrument SPHERE du VLT et de NIRCam à bord du JWST), ils ont réalisé que la planète y figurait déjà, invisible jusqu’alors.
Ce suivi temporel exceptionnel a permis de tracer précisément son orbite. Située à environ 26 unités astronomiques de son étoile (soit un peu moins que la distance Soleil-Neptune), β Pictoris d évolue en partageant un plan orbital commun avec les deux autres planètes du système. Notamment, son orbite est proche du bord interne du disque de planétésimaux du système, confirmant son rôle clé dans le “sculptage" gravitationnel de cette structure.
β Pictoris est désormais le deuxième système, avec HR 8799, où plus de deux planètes ont été observées directement.
Cette découverte majeure de β Pictoris d démontre la sensibilité inédite qu’offrent les techniques d’imagerie actuelles. Elle préfigure surtout les performances spectaculaires du futur Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO, qui permettra de débusquer des mondes rocheux encore plus petits et discrets.
Référence scientifique
"Direct Imaging Discovery of Giant Exoplanet β Pictoris d : A Decade-Long Game of Hide-and-Seek", par Ben Sutlieff et al., The Astrophysical Journal Letters.
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