Le télescope Hubble observe cette exoplanète géante en train de grandir

Comment les planètes géantes grandissent-elles ? Les observations de Hubble peuvent aider à répondre à cette question. Le télescope spatial de la Nasa offre un aperçu assez inédit d’une exoplanète de la taille de Jupiter en pleine formation, a rapporté l’agence spatiale le 29 avril 2021. Une étude a été publiée au sujet de cet astre dans The Astronomical Journal le même jour (le texte est accessible en version prépubliée).

Grâce à ce système exoplanétaire, les astronomes ont une occasion d’observer le matériel entourant la jeune étoile, en train de tomber sur une planète en formation. Aujourd’hui, plus de 4 000 exoplanètes ont été confirmées (c’est-à-dire que leur découverte a été validée avec au moins deux méthodes), mais celles qui ont été directement imagées avec des télescopes sont bien moins nombreuses, une quinzaine précise la Nasa. « Les découvertes récentes de jeunes exoplanètes dans leurs disques natals offrent des opportunités intéressantes pour étudier la formation planétaire en cours », écrivent les auteurs de l’étude.

Avec ses 5 millions d’années, la plus jeune exoplanète imagée par Hubble

L’exoplanète étudiée ici est désignée sous le nom PDS 70b : elle tourne autour de PDS 70, une étoile naine située à 370 années-lumière du système solaire dans la constellation du Centaure. L’étoile est encore jeune et entourée de son disque circumstellaire (composé de matière tournant autour de l’étoile, du gaz et des poussières). Elle abrite deux exoplanètes en formation.

PDS 70b vue par Hubble. La lumière de l'étoile est bloquée pour permettre l'observation directe de la planète.

Source : SCIENCE: NASA, ESA, McDonald Observatory–University of Texas, Yifan Zhou (UT) IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI)

PDS 70b est la plus jeune planète que le télescope spatial Hubble a directement imagée. Malgré ses 5 millions d’années d’existence, elle est toujours en train de rassembler de la matière et de grandir, gagnant de la masse. Elle possède son propre disque de gaz et de poussières, qui récupère de la matière depuis le disque entourant l’étoile. C’est parce que le télescope spatial est sensible aux rayons ultraviolets, permettant ainsi d’observer les gaz chauds tombant sur l’exoplanète, que les scientifiques ont été en mesure d’estimer à quelle vitesse PDS 70b prenait de la masse.

Depuis sa naissance, l’astre a accumulé jusqu’à 5 fois la masse de Jupiter. Le taux d’accrétion (la quantité de matière agglomérée) mesuré actuellement a diminué : s’il restait stable pendant un million d’années, les scientifiques pensent que la planète ne prendrait qu’un centième de la masse de Jupiter en plus. D’après les mesures des auteurs, PDS 70b est probablement arrivée à la fin de son processus de formation.

Un challenge : éliminer la lumière de son étoile

Le plus grand défi pour espérer observer PDS 70b venait de son étoile. Même si l’exoplanète est aussi éloignée de son étoile qu’Uranus l’est du Soleil, la brillance de PDS 70 représentait une difficulté : l’étoile est plus de 3 000 fois plus brillante que sa planète dans le rayonnement ultraviolet. Il a donc fallu ôter la lumière émise par l’étoile dans les images, pour ne voir plus que celle émise par l’exoplanète.

Avec cette observation, on peut également espérer mieux cerner l’histoire de notre propre système solaire. Le système PDS 70 pourrait représenter ce qui s’est passé quand les planètes géantes gazeuses se sont formées autour du Soleil. Et si Jupiter s’était créée à partir d’un disque environnant, comme PDS 70b ? Ses nombreuses lunes pourraient peut-être s’être formées à partir de la matière résiduelle d’un tel disque.

Pour aller plus loin

Et si Saturne et Jupiter étaient nées autre part ?