Grande avancée en astronomie : voici les premières images de la naissance d’une planète

L’homme n’en finit pas d’essayer de percer les mystères de l’Univers et pourtant l’astronomie reste un domaine aux certitudes peu nombreuses. Comme les humains, les planètes naissent mais jusqu’à présent, les scientifiques n’avaient pas observés ce phénomène. C’est officiel depuis peu : un super télescope a permis d’obtenir des clichés d’un « bébé planète ». 

Les premiers clichés de la naissance d’une planète

La naissance des planètes, voilà un mystère que les astronomes commencent à mieux appréhender. Dernière découverte en date et non des moindres : des clichés pris par un télescope d’un « bébé planète » en pleine croissance. C’est la première fois que les scientifiques peuvent mettre des images sur la théorie. La jeune planète en question se crée une place au sein du disque de poussière qui entoure son étoile, une naine orange située à environ 370 années lumière de la Terre. L’étoile en question baptisée PDS 70 est connue des astronomes depuis un moment et ils soupçonnaient l’existence d’une planète en orbite autour d’elle. Les images confirment cette théorie : la jeune planète a été nommée PDS 70b. Si nous avons une idée assez solide sur la formation des planètes, en avoir la confirmation a été plus compliqué.

Jusque-là, les astronomes savent que quand les étoiles sont formées, elles sont mises en orbite par un disque tourbillonnant fait de poussière, de pierres et de gaz autour de l’équateur. L’accumulation de matériaux formant les planètes ont lieu lorsque ces particules s’entrechoquent au sein de l’orbite. De cette collision peut ainsi naître une planète. Les astronomes ont déjà détecté plusieurs disques protoplanétaires de ce type contenant des trous et même des données spectrales indiquant la présence de planète. Mais parvenir à photographier la naissance d’une planète n’est pas si simple.

Les premières images d’une planète en formation, PDS 70b

Des chercheurs déterminés à découvrir ce « bébé planète »

Cette difficulté réside dans plusieurs raisons. D’abord, les exoplanètes sont généralement trop éloignées. Par ailleurs, leurs luminosités sont trop faibles pour être repérées par les télescopes, surtout quand la lumière reflétée est cachée par la brillance de l’étoile à côté (la même raison pour laquelle on ne peut pas voir les étoiles pendant la journée). Malgré ces difficultés, l’équipe d’astronomes a réussi à le faire. Dès 2012, un trou significatif fut découvert dans le disque protoplanétaire de PDS 70. C’est donc là que les recherches ont commencé à l’Institut Max Planck d’Astronomie et à l’Observatoire d’Europe du Sud. Les chercheurs ont décidé de s’orienter vers la découverte d’un bébé planète.

L’astronome Miriam Keppler de l’Institut Max Planck d’Astronomie évoque la difficulté de cette recherche : « Ces disques autour des jeunes étoiles sont les lieux de naissance des planètes mais jusqu’à présent, seule une poignée d’observations ont détecté des traces de bébé planètes ». Elle rajoute que « la plupart de ces candidats pouvaient très bien être des éléments du disque ». Néanmoins, PDS 70 a plusieurs éléments qui font d’elle une bonne candidate pour ce type de recherches. Son disque protoplanétaire est grand, couvrant un rayon d’environ 130 UA (unité astronomique) sachant que la ceinture de Kuiper mesure seulement 50 UA. En tant que naine orange (avec une masse un peu en dessous de celle du Soleil), PDS 70 n’est pas très brillante, ce qui est parfait pour une observation avec un coronographe. Il est représenté par le cercle noir au centre de l’image, qui bloque la lumière vive de l’étoile et de ce fait, les autres objets deviennent visibles.

Ce sont dans ces disques protoplanétaires que les planètes naissent

Des recherches poussées pour en apprendre plus

Malgré cela, il a fallu utiliser des filtres spéciaux pour bloquer des longueurs d’ondes particulières de lumière, afin que les autres éléments soient visibles. C’est à ce moment-là que le « chasseur de planète » nommé SPHERE, installé sur le très grand télescope ESO, est entré en jeu. Utilisant le coronographe et les filtres de polarisation, l’équipe a découvert une très grande planète en orbite dans le trou du disque de PDS 70. Il semblerait d’ailleurs que le processus d’accumulation de matériaux soit encore en cours. Des analyses plus poussées ont été faites, basées sur ce spectre.

PDS 70b a une masse bien plus élevée que celle de Jupiter et son orbite mesure environ 22 AU (un peu plus loin que l’orbite d’Uranus autour du Soleil). Cela prendrait environ 120 années terrestres pour faire un tour complet autour de son étoile et la température de sa surface est d’environ 1200 Kelvin (environ 927°C), ce qui est énorme. C’est plus chaud que n’importe quelle planète de notre système solaire (Vénus est la plus chaude et sa température moyenne est de 737 Kelvin). D’autre part, il semble que PDS 70b soit entouré de nuages, altérant les radiations venant de son noyau et de l’atmosphère. Même si cette planète n’est pas potentiellement habitable (le critère premier des recherches d’exoplanètes), cette planète en formation est la première découverte du genre, ce qui en fait une trouvaille majeure pour la science planétaire.

Les astronomes ont eu besoin des très grands télescopes pour observer PDS 70b

D’après l’astronome André Müller de l’Institut Max Planck, « les résultats de Keppler ouvrent une nouvelle fenêtre sur les recherches complexes au sujet de l’évolution des planètes ». Ce dernier ajoute que « nous avions besoin d’observer une planète dans un disque d’une jeune étoile pour réellement comprendre les processus se cachant derrière la formation des planètes ».


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