Meilleur portrait photo jamais réalisé d’une exoplanète et sa durée du jour déterminée

Meilleure photo jamais réalisée d’une exoplanète : Beta Pictoris b

La très jeune Beta Pictoris b a été photographiée par le nouveau imageur planétaire du Gemini-South. Par ailleurs, une équipe de chercheurs a réussie à déterminer la durée du jour de cette exoplanète géante.

Situé à seulement 63,5 années-lumière de nous, la seconde étoile la plus brillante de la constellation australe du Peintre, Beta Pictoris (ß Pictoris) est un jeune système planétaire toujours en chantier. Née il y a une douzaine de millions d’années, l’astre a révélé en 2006 au télescope spatial Hubble ses atours chaotiques, riches en poussières, grumeaux de silicates et autres planétésimaux. Deux ans plus tard, l’un des plus grands observatoires terrestres, le VLT, démasquait en imagerie directe (une des toutes premières exoplanètes découvertes ainsi), la présence d’une protoplanète géante. Désignée Beta Pictoris b, elle sillonne les immenses champs de poussières en 20 ans et demi (en moyenne) à une distance de 8 à 9 unités astronomiques de son étoile-parent. Les premières caractérisations ont montré que sa masse est comprise entre 4 et 11 fois celle de notre Jupiter.

Grâce à la spectroscopie à haute dispersion et, en l’occurrence, l’instrument CRIRES (CRyogenic high-resolution InfraRed Echelle Spectrograph) qui équipe Antu (VLT), l’un des cyclopes de 8,2 mètres de diamètre, combiné aux capacités de l’optique adaptative de pallier la turbulence atmosphérique en temps réel, une équipe d’astrophysiciens a réussi à déterminer la durée du jour de cette lointaine exoplanète. Une tâche bien entendu délicate car Beta Pictoris b est environ un milliard de fois moins brillantes, dans le visible, que son étoile. Une difficulté qui ne les a pas vraiment freinés car ils se sont attachés à étudier les décalages dans le spectre (effet Doppler) afin d’évaluer sa vitesse de rotation. « Nous avons mesuré les longueurs d’onde issues du rayonnement de la planète avec une précision d’un pour mille afin de pouvoir mesurer la vitesse des objets émetteurs par effet Doppler » a expliqué Ignas Snellen (Leiden Observatory, Hollande), coauteur des recherches publiées dans le numéro du 1er mai de la revue Nature. Une technique dont il fut récemment question au sujet des premières cartes météorologiques de quelques naines brunes.

Estimée à quelque 100 000 km par heure au niveau de son équateur, celle-ci est bien supérieure à la vitesse de n’importe quelles planètes de notre système solaire (celle de Jupiter est de 47 000 km/h et celle de la Terre, seulement 1 674 km/h). On obtient ainsi des journées de 8 heures seulement. « La raison pour laquelle certaines planètes sont animées d’une vitesse de rotation rapide et d’autres d’une vitesse de rotation plus lente est inconnue » confesse Remco de Kok qui a consigné l’étude, ajoutant que « cette toute première mesure de la vitesse de rotation ’’une exoplanète vient confirmer la tendance qui se dessine dans le Système Solaire : les planètes les plus massives tournent plus rapidement. Cela est également vrai pour les exoplanètes. Il doit ’’agir là ’’une conséquence directe et universelle du processus de formation des planètes ».

Dans un avenir proche — à l’horizon 2020, si tout va bien —, le nouveau télescope (dupe – – )géant E-ELT (European Extremely Large Telescope) de 39 mètres de diamètre qui sera doté du spectrographe infrarouge METIS (Mid-infrared E-ELT Imager and Spectrograph) devrait permettre aux chercheurs « de dresser des cartes globales ’’exoplanètes et de caractériser des planètes de dimensions nettement inférieures à celle de Bêta Pictoris b » estime Bernhard Brandl, responsable du projet.

Parallèlement à cette étude, des astronomes ont profité de l’extrême sensibilité du tout nouveau imageur planétaire GPI (Gemini Planetary Imager) greffé sur le télescope Gemini-South au Chili — 10 fois plus sensible que ses prédécesseur  ! — pour réaliser le meilleur cliché jamais publié d’une exoplanète. On y découvre nettement la jeune Beta Pictoris b aux côtés de son étoile laquelle est, bien sûr, masquée.

Satisfaits du résultat, les chercheurs envisagent dans un premier temps de tirer le portrait des exoplanètes les plus faciles (visibles) rayonnant beaucoup dans le proche infrarouge. Des perspectives passionnantes dans ce domaine en pleine explosion.