Collision d’exocomètes autour de l’étoile Beta Pictoris

Observé par ALMA, la très jeune étoile Beta Pictoris arbore des traces tangibles d’un intense bombardement cométaire cataclysmique dans une région du disque de poussières qui l’entoure.

Pour les astronomes, la deuxième étoile la plus brillante de la constellation australe du Peintre (Pictor) est un merveilleux cas d’étude de jeune système planétaire. Une aubaine pour qui veut comprendre la formation des planètes et leur évolution.

Distante de quelque 63,4 années-lumière de nous, Beta Pictoris (β Pictoris) est connue depuis déjà une trentaine d’années pour son environnement de poussières très riche et dense. Au cours des années 2000, plusieurs séries d’observations ont permis de différencier ses anneaux de matière puis de révéler la présence d’une planète massive (entre 4 et 11 fois la masse de Jupiter) gravitant à environ 1,2 milliard de km (entre 8 et 9 unités astronomiques) de son étoile. Désignée Beta Pictoris b, elle est une des toutes premières exoplanètes de l’histoire à avoir jamais été imagée directement dans le visible.

Trahi par une abondance inhabituelle de monoxyde de carbone

Née il y a seulement 20 millions d’années, Beta Pictoris (1,7 fois plus massive que notre Soleil et 8,7 fois plus brillante) est manifestement un lieu d’intense activité protoplanétaire. Outre les collisions de planétésimaux et autres débris planétaires dans différentes régions de ce milieu turbulent, tout indique que c’est actuellement la pagaille dans un anneau localisé à plus de 13 milliards de kilomètres de l’étoile, vraisemblablement peuplé d’exocomètes. La piste qui a conduit l’équipe de chercheurs à cette conclusion est un excès observé de monoxyde de carbone. Puisque ce gaz a pour habitude de disparaître en moins de 100 ans sous l’effet du rayonnement d’une étoile, sa présence durable pourrait trahir ici un intense bombardement cométaire. « À moins que nous n’observions beta Pictoris à un moment particulier, le monoxyde de carbone doit être constamment renouvelé » explique W.R.F. Dent qui a cosigné l’article publié dans le numéro du 6 mars de la revue Science. Astronome à l’Eso (observatoires australs européens), l’homme ajoute que « les collisions entre corps glacés, de la taille des comètes ou de celle des planètes, constituent la source la plus abondante de monoxyde de carbone dans un jeune système solaire ».

Distribution du monoxyde de carbone dans une région localisée à plus de 30 UA de la jeune étoile Beta Pictoris

« Une collision toutes les cinq minutes ! »

Conglomérats de poussières et de glace (glace d’eau ainsi que de la glace de monoxyde et dioxyde de carbone, d’ammoniac, de méthane…), les comètes sont considérées comme de grandes pourvoyeuses en eau pour des mondes en devenir, à l’instar de ce qui s’est produit dans notre système solaire voici 4,5 milliards d’années. Débusqué grâce à la sensibilité dans les longueurs d’onde millimétrique et submillimétrique d’ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), puissant réseau de 66 antennes positionné à environ 5.000 mètres d’altitude sur le plateau Chajnantor (Chili), la signature du monoxyde de carbone suggère un taux de collisions « réellement impressionnant » commente Aki Roberge (Centre de Recherche Goddard de la Nasa), « de l’ordre d’une collision cométaire toutes les cinq minutes » !

Pour le professeur Mark Wyatt (Université de Cambridge), cette concentration d’exocomètes à une distance équivalente à deux fois celle qui sépare Pluton du Soleil ou trois fois celle de Neptune avec le Soleil peut s’expliquer « soit (par) l’attraction gravitationnelle d’une planète encore inconnue de la masse de Saturne (qui) concentre les collisions cométaires dans une zone de faibles dimensions, soit cet amas constitue le vestige d’une unique et dramatique collision entre deux planètes glacées de masse voisine de celle de Mars ».

Des observations ultérieures toujours menées avec ALMA devraient être en mesure de renseigner les chercheurs sur la présence « d’autres molécules, bien plus complexes et préorganiques (qui) doivent provenir de ces corps glacés ».