HR 4796 A : un système planétaire en formation

HR 4796 A : un système planétaire en formation:

Le disque de poussière qui entoure l'étoile HR 4796 A. Photo NAOJ

Depuis quelques années, lesexoplanètes sont découvertes par centaines dans la Voie lactée, notre galaxie. Au premier janvier 2012, le décompte officiel, tenu par l’astronome Jean Schneider dans l’Encyclopédie des planètes extrasolaires, s’établit, très provisoirement, à 716 exoplanètes. L’immense majorité de ces observations sont indirectes : ici, la planète est déduite du mouvement de va-et-vient de son étoile dans sa trajectoire céleste ; là, c’est une baisse cyclique de luminosité d’une étoile qui est l’indice de la présence d’une planète autour d’elle. Il arrive même, preuve de l’efficacité de ces deux méthodes, que les astronomes parviennent à coupler les deux types d’observations – transit de la planète et perturbation gravitationnelle. Mais de photographie directe, point : dans 99 % des cas, les planètes détectées demeurent totalement invisibles : voici la petite poignée de photographies d’exoplanètes dont nous disposons aujourd’hui…

Si la découverte d’exoplanètes est passionnante, celle de systèmes planétaires en formation l’est tout autant. Pas facile de surprendre l’épisode, très court, de la naissance d’une étoile et de son cortège planétaire… Scientifiquement, l’observation des diverses phases de la naissance des étoiles et de leurs planètes est d’une importance cruciale ; c’est la clé de la compréhension de l’évolution de ces systèmes, dont, bien sûr, le nôtre, né voici 4,5 milliards d’années. Mais ces observations sont ardues : les disques de gaz et de poussières où naissent les étoiles sont petits, opaques, difficiles à voir. Pour détecter ce gaz et cette poussière à côté de l’éblouissante étoile naissante, il faut de grands télescopes, observant dans les domaines infrarouge et submillimétrique. De fait, les images de systèmes planétaires en formation, aujourd’hui, sont rares.

Dans ce cadre, c’est une magnifique observation que viennent de réaliser les astronomes japonais, à l’aide de leur télescope géant Subaru, installé à 4100 mètres d’altitude, non loin du sommet du volcan Mauna Kea, dans l’île d’Hawaï. L’équipe de Motohide Tamura vient en effet de photographier, avec une netteté sans précédent, le disque de poussières interplanétaires qui entoure l’étoile HR 4796 A.

Cette fascinante étoile appartient à un couple stellaire distant de 240 années-lumière (HR 4796 A et B) constitué d’une brillante étoile de couleur blanche (A) et d’une pâle étoile de couleur rouge (B), situées à 80 milliards de kilomètres l’une de l’autre. HR 4796 A est environ deux fois plus grande et massive que le Soleil. Sa petite voisine, une étoile de type naine rouge, est environ vingt fois plus petite et dix fois moins massive.

Or, ce couple d’étoiles de la constellation du Centaure s’est formé très récemment, voici seulement 8 millions d’années. Huit millions d’années, cela peut vous paraître vieux, mais à l’échelle cosmique, c’est un clignement de cil : HR 4796 A et B sont… cinq cent fois plus jeunes que notre Soleil !

Les astronomes savaient depuis 1991 que HR 4796 A était entourée par un disque de poussières, vestige de la récente formation de l’étoile. C’est ce disque que le télescope Subaru, équipé d’un miroir de 8,3 mètres de diamètre et d’une optique adaptative corrigeant les effets de la turbulence atmosphérique, a photographié à 1,6 micromètre de longueur d’onde, c’est à dire dans le rayonnement infrarouge. L’image, d’une stupéfiante netteté, dévoile le disque, très étroit, et mesurant environ 25 milliards de kilomètres de diamètre. En regardant la photo, on pourrait croire à une lointaine planète entourée d’un anneau, comme Saturne. La comparaison est tentante, mais l’échelle est très différente : le disque qui entoure l’étoile du Centaure est cent mille fois plus grand que l’anneau de Saturne !

En fait, ce disque ressemble à un cerceau, lequel est d’ailleurs légèrement excentrique : pour les spécialistes, il ne fait guère de doute que ce sont les perturbations gravitationnelles d’une ou de plusieurs planètes en formation autour de l’étoile qui ont dessiné et voilé cet anneau. Reste à les découvrir : un objectif à la portée du tout nouvel interféromètre européen Alma…

Serge Brunier