Deux familles d’exocomètes observées autour de la jeune étoile Beta Pictoris

Des chercheurs ont étudié près de 500 exocomètes au sein de l’environnement chaotique de la très jeune étoile Beta Pictoris.

Il n’y a pas que dans notre Système solaire que les astronomes s’intéressent aux comètes. En effet, non loin de notre domicile planétaire — et occupant la même région galactique —, à quelque 63 années-lumière, Beta Pictoris (β Pictoris brille dans la constellation australe du Peintre) manifeste une effervescence exemplaire comme on peut d’ailleurs s’y attendre autour d’un astre aussi jeune. Âgée d’une vingtaine de millions d’années seulement, l’étoile arbore des signes tangibles d’une danse turbulente de la matière où planétésimaux et autres corps pétris de glaces et de poussières s’entrechoquent… Des planètes sont en train de se former. D’ailleurs, on connait déjà la massive Beta Pictoris b, situé à environ 700 millions de km de son étoile-parent.

L’exoplanète Beta Pictoris b a été découverte en 2008

Le même environnement chaotique régnait autour de notre jeune Soleil, voici 4,5 milliards d’années. Aussi, espionner nos comètes qui s’aventurent aujourd’hui près de l’astre solaire, à l’instar de Chuyumov-Gerasimenko traquée par Rosetta, c’est plonger dans l’enfance de notre système solaire…, redécouvrir les miettes de son agitation primordiale. Dans notre (en-)quête sur nos origines, quoi de mieux bien sûr que d’explorer, à travers nos télescopes toujours plus puissants, les planètes façonnées autour d’étoiles encore bébé.

Cela fait presque 30 ans que des astronomes ont remarqué de l’agitation autour de Beta Pictoris, 1,7 fois plus massive que le Soleil. Des changements de luminosité, certes très subtils, qui avaient été attribués à l’époque, au passage de comètes devant l’étoile. Mais ce scénario n’avait pas convaincu la communauté scientifique, quelques années avant l’annonce de la découverte de la première exoplanète de l’histoire.

Intéressée par ce qui se passe là-bas, une équipe internationale de chercheurs a revisité les données recueillies avec l’instrument HARPS installé au foyer du télescope de 3,6 mètres de l’Observatoire de La Silla au Chili, entre 2003 et 2011 afin d’étudier un échantillon de comètes dans cet environnement. Pas moins de 493 candidates furent ainsi identifiées. Leurs vitesses, orbites et dimensions des queues de gaz purent être établies.

Les astronomes ont démêlé deux principales familles d’exocomètes au sein de ce chaos. D’une part, celles qui apparaissent appauvries en matériaux volatils, épuisées par le souffle brulant de la jeune et turbulente étoile. Leurs trajectoires elliptiques suggèrent, par ailleurs, qu’elles sont en résonance orbitales avec la planète géante Beta Pictoris b. Quant à la deuxième catégorie, elle se distingue par son activité plus éloquente, arborant d’immenses panaches de gaz et de poussières. Pour les chercheurs, leurs orbites suggèrent qu’elles sont le produit de la fragmentation d’un ou plusieurs corps de grandes tailles. Des circonstances qui ne sont pas sans rappeler les différentes familles de comètes connues autour de notre Soleil. Le parallèle est fait avec celles du groupe de Kreutz dont les fragments continuent de pleuvoir dans notre Soleil ainsi qu’en témoignent les images du satellite SoHO (plus 2 000 comètes suicidaires observées…).

« Pour la toute première fois, une étude statistique a permis de déterminer la forme et l’orbite d’un grand nombre d’exocomètes. Ce travail offre un formidable aperçu des mécanismes à l’œuvre dans le Système solaire, peu après sa formation il y a 4,6 milliards d’années » commente Flavien Kiefer (Institut d’astrophysique de Paris et école de physique et astronomie de Tel-Aviv) qui a cosigné l’étude publiée dans le numéro du 23 octobre de la revue Nature.