Publié le 2024-02-29 10:00:00. L’exploration de l’univers révèle des phénomènes inattendus, remettant en question nos connaissances sur la formation des planètes. Des collisions cataclysmiques entre corps célestes, observées à des années-lumière, pourraient être plus fréquentes qu’on ne le pensait.
- Le télescope spatial Hubble a observé la disparition d’un objet lumineux autour de l’étoile Fomalhaut, révélant qu’il s’agissait probablement d’un nuage de poussière issu de collisions.
- Les astronomes ont identifié deux impacts majeurs dans le système de Fomalhaut, suggérant que de tels événements pourraient se produire tous les 100 000 ans, voire plus fréquemment.
- Ces observations soulignent la difficulté de distinguer les exoplanètes des nuages de débris, et l’importance d’utiliser des instruments comme le télescope James Webb pour affiner nos analyses.
L’étude des exoplanètes, ces mondes orbitant autour d’autres étoiles que le Soleil, est une quête fascinante qui nous confronte à une diversité insoupçonnée. Récemment, les observations ont mis en lumière des réalités surprenantes, bien loin des clichés de planètes paisibles et accueillantes. Il y a plus d’une décennie, le télescope spatial Kepler avait identifié Kepler-16b, une planète en orbite autour de deux étoiles, un scénario évoquant l’univers de Star Wars. Plus récemment, le télescope spatial James Webb a détecté un monde de lave bouillante, dont la température, atteignant 1 800 °C, défie les prédictions théoriques.
Mais l’exploration spatiale peut aussi révéler des illusions. L’observation d’un point lumineux par le télescope spatial Hubble a d’abord suggéré la présence d’une planète entourée de poussière. Or, cet objet a disparu, laissant place à une autre source lumineuse à proximité. Une équipe internationale de chercheurs a finalement conclu qu’il ne s’agissait pas de planètes, mais de débris incandescents résultant de collisions violentes, comme le rapporte Science.
Une collision planétésimale qui change la donne
Les observations ont permis de capturer deux impacts distincts et puissants, générant d’importantes quantités de poussière dans le même système planétaire. Cette découverte offre une opportunité unique de mieux comprendre les mécanismes de formation des planètes et la composition des matériaux qui les constituent. Les chercheurs pensent avoir observé non pas un, mais deux événements rares : des collisions planétésimales, c’est-à-dire des chocs entre de petits corps rocheux semblables à des astéroïdes.
Jason Wang, astrophysicien à l’Université Northwestern, souligne qu’il s’agit de la première observation d’une collision planétésimale en dehors de notre système solaire. Son étude est « essentielle pour comprendre comment les planètes se forment et peut également fournir des informations sur la structure des astéroïdes, ce qui est important pour les programmes de défense planétaire tels que le test DART ». Paul Kalas, astronome à l’Université de Californie à Berkeley et auteur principal de l’étude, insiste sur l’exceptionnalité de l’événement : « Ce phénomène n’apparaissait sur aucune de nos images précédentes prises par Hubble, ce qui signifie que nous avons assisté à une collision violente entre deux objets massifs et à la formation d’un énorme nuage de débris, un événement sans équivalent dans notre système solaire actuel. »
Ces collisions se sont produites dans le système planétaire entourant l’étoile Fomalhaut, une étoile plus grande que le Soleil, entourée d’un vaste ensemble de ceintures de débris poussiéreux, située à environ 25 années-lumière de la Terre, dans la constellation des Poissons Austrinus. Cette ceinture de poussière représente un véritable trésor pour la recherche.
Il semble que ce soit une planète, c’est un nuage de poussière
En 2008, les astronomes avaient détecté Fomalhaut b, un objet brillant dont la nature restait incertaine : certains pensaient qu’il s’agissait d’une planète, d’autres d’un nuage de poussière en expansion résultant d’une collision. En 2023, une nouvelle observation de Hubble a apporté un rebondissement inattendu : la source lumineuse originale avait disparu, remplacée par un autre objet brillant situé à proximité. Comme l’explique Wang :
« Nous avions supposé que la lumière brillante était Fomalhaut b, car c’était la source connue du système. Mais en comparant soigneusement les nouvelles images avec les anciennes, nous avons réalisé que ce ne pouvait pas être la même source. C’était excitant, mais aussi déroutant. »
Jason Wang, astrophysicien à l’Université Northwestern
Il a donc fallu revoir les conclusions et la nomenclature : l’objet original a été renommé Fomalhaut cs1 et sa disparition confirme l’hypothèse selon laquelle il s’agissait d’un nuage de poussière se dispersant lentement après une collision. La deuxième source lumineuse a été baptisée Fomalhaut cs2, et son comportement renforce l’idée qu’aucun des deux objets n’est une planète : tout indique qu’il s’agit de nuages de débris créés lors de la collision de grands planétésimaux.
En étudiant Fomalhaut cs2, les chercheurs ont constaté qu’il ressemblait beaucoup à l’évolution de cs1 il y a deux décennies, tant en termes de luminosité que de position. L’équipe estime donc que la fréquence des collisions dans ce système pourrait être d’environ une fois tous les 100 000 ans, voire moins. Après tout, en 20 ans, ils en ont déjà observé deux. Kalas explique : « Si vous preniez un film des 3 000 dernières années et que vous l’accélériez pour que chaque année dure une fraction de seconde, imaginez combien d’éclairs vous verriez. Le système planétaire de Fomalhaut serait plein de ces chocs. »
Fomalhaut cs1 n’existe plus, mais l’équipe de recherche souhaite continuer à surveiller le système et se concentre désormais sur cs2, qui pourrait receler des informations précieuses sur l’évolution des collisions dans les jeunes systèmes planétaires. En plus de Hubble, ils utiliseront la caméra proche infrarouge du télescope spatial James Webb, car la NIRCam peut capturer des informations détaillées sur la couleur, permettant de déterminer la taille et la composition des grains de poussière, et de savoir s’ils contiennent de l’eau ou de la glace.
La confirmation de ces collisions met en garde les chasseurs de planètes : de gros nuages de poussière peuvent facilement imiter l’apparence d’une exoplanète en réfléchissant la lumière de son étoile, ce qui peut entraîner des erreurs lors de la détection. Kalas résume la situation : « Ce que nous avons appris en étudiant CS1, c’est qu’un gros nuage de poussière peut se faire passer pour une planète pendant de nombreuses années. » Alors que de nouveaux observatoires pointent vers le ciel pour obtenir des images directes de planètes semblables à la Terre, faire la distinction entre les planètes réelles et les nuages de poussière temporaires s’annonce crucial.
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Couverture | Javier Miranda