Fomalhaut Ab, l’une des premières exoplanètes repérées par Hubble, n’existe pas

C’était l’une des premières exoplanètes repérées par Hubble. Le télescope a en réalité observé une gigantesque collision proche de l’étoile Fomalhaut.

Fomalhaut collision ilustration

Illustration évoquant une collision de deux comètes dans le système de Fomalhaut A.

ESA/NASA, M. Kornmesser

Le système de Fomalhaut, situé à 25 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Poisson austral, se compose de trois étoiles dont Fomalhaut A est la plus brillante. Cette étoile est observée de longue date : c’est avec Aldébaran, Régulus et Antarès l’une des quatre “étoiles royales” observées par les astronomes perses, il y a environ 5.000 ans. C’est également autour de celle-ci qu’a été repérée Fomalhaut Ab, la première exoplanète identifiée par imagerie optique en 2008, sur la base d’observations réalisées par le télescope spatial Hubble en 2004 et 2006. Autour de cette étoile, il existe aussi un disque de poussières persistant depuis 100 millions d’années parce qu’il est sans cesse réalimenté par des débris émanant de collisions cométaires. Selon les astronomes, il s’en produirait entre 2 et 2.000 par jour !

Après l’annonce de la découverte de Fomalhaut Ab, des doutes quant à la nature de cet astre ont été soulevés. Doutes qui se sont confirmés en 2014 : sur de nouvelles images prises par Hubble, la soi-disant exoplanète avait tout simplement disparu ! Il se pourrait bien qu’elle n’ait jamais existé, histoire d’un artefact cosmique…

Les trois étoiles du système de Fomalhaut. L’anneau de l’étoile principale est vu par le télescope Hubble et celui de Fomalhaut C par Herschel. Crédit : Grant Kennedy (Cambridge) & Paul Kalas (UC Berkeley).

Un comportement étrange

L’astre était pourtant resté visible sur de nombreux clichés pris entre 2008 et 2014 qui l’ont révélé comme un point en mouvement autour de son étoile. Contrairement à d’autres exoplanètes identifiées par imagerie directe qui affichaient un comportement et des paramètres tout à fait conformes à ce qui est attendu pour une planète, Fomalhaut Ab multipliait les bizarreries : il était exceptionnellement brillant dans le spectre visible mais n’avait aucune signature infrarouge détectable. Et une revue des observations de Hubble a montré que sa luminosité décroissait avec les années. De plus, son mouvement ne semblait pas correspondre aux traditionnelles ellipses que forment normalement les planètes qui tournent autour d’une étoile. C’est donc en 2014 que les astronomes ont eu une première réponse à leurs interrogations : Fomalhaut Ab a complètement disparu des observations faites par Hubble, ce n’était donc pas une exoplanète. Une déception pour ses inventeurs mais un objet d’étude peut-être encore plus intéressant pour d’autres astronomes.

La disparition de Fomalhaut Ab en quelques années sur les clichés de Hubble. Crédit : NASA, ESA, et A. Gáspár et G. Rieke (Université de l’Arizona)

La trace d’une collision

András Gáspár et George H. Rieke de l’Université de l’Arizona ont réétudié toutes les données disponibles pour tenter d’appréhender la nature du phénomène cosmique à l’origine de l’apparition de Fomalhaut Ab. Ils publient leur hypothèse dans les Proceedings of the National Academy of Sciences. Pour eux, les images de Hubble révèlent la présence d’un nuage de débris composé de particules de poussières d’environ 1 micron, beaucoup plus petites donc que le diamètre d’un cheveu humain. Ce nuage se serait formé très peu de temps avant les premières observations du télescope spatial qui a ainsi pu suivre, presque pas à pas, sa dispersion dans l’espace.

Restait à déterminer la cause de l’apparition de ce nuage. L’étoile Fomalhaut A est entourée d’un anneau de débris glacés similaire à la ceinture de Kuiper du système solaire qui est une grande pourvoyeuse de comètes. Les deux astronomes supposent donc que le nuage est la conséquence d’une collision entre deux comètes d’environ 200 kilomètres de diamètre. Ils suggèrent également que le système Fomalhaut connaît un tel évènement tous les 200.000 ans environ, en d’autres termes Hubble a pointé ses caméras dans la bonne direction et au bon moment. Un coup de chance : “Nous avons des preuves de telles collisions dans d’autres systèmes mais aucune de cette ampleur n’a jamais été observée“, souligne dans un communiqué George H. Rieke. Les deux astronomes attendent avec impatience le lancement du télescope James Webb, encore prévu pour 2021 mais qui pourrait être retardé, pour sonder à nouveau ce système.

Le système de Fomalhaut, situé à 25 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Poisson austral, se compose de trois étoiles dont Fomalhaut A est la plus brillante. Cette étoile est observée de longue date : c’est avec Aldébaran, Régulus et Antarès l’une des quatre “étoiles royales” observées par les astronomes perses, il y a environ 5.000 ans. C’est également autour de celle-ci qu’a été repérée Fomalhaut Ab, la première exoplanète identifiée par imagerie optique en 2008, sur la base d’observations réalisées par le télescope spatial Hubble en 2004 et 2006. Autour de cette étoile, il existe aussi un disque de poussières persistant depuis 100 millions d’années parce qu’il est sans cesse réalimenté par des débris émanant de collisions cométaires. Selon les astronomes, il s’en produirait entre 2 et 2.000 par jour !

Après l’annonce de la découverte de Fomalhaut Ab, des doutes quant à la nature de cet astre ont été soulevés. Doutes qui se sont confirmés en 2014 : sur de nouvelles images prises par Hubble, la soi-disant exoplanète avait tout simplement disparu ! Il se pourrait bien qu’elle n’ait jamais existé, histoire d’un artefact cosmique…

Les trois étoiles du système de Fomalhaut. L’anneau de l’étoile principale est vu par le télescope Hubble et celui de Fomalhaut C par Herschel. Crédit : Grant Kennedy (Cambridge) & Paul Kalas (UC Berkeley).

Un comportement étrange

L’astre était pourtant resté visible sur de nombreux clichés pris entre 2008 et 2014 qui l’ont révélé comme un point en mouvement autour de son étoile. Contrairement à d’autres exoplanètes identifiées par imagerie directe qui affichaient un comportement et des paramètres tout à fait conformes à ce qui est attendu pour une planète, Fomalhaut Ab multipliait les bizarreries : il était exceptionnellement brillant dans le spectre visible mais n’avait aucune signature infrarouge détectable. Et une revue des observations de Hubble a montré que sa luminosité décroissait avec les années. De plus, son mouvement ne semblait pas correspondre aux traditionnelles ellipses que forment normalement les planètes qui tournent autour d’une étoile. C’est donc en 2014 que les astronomes ont eu une première réponse à leurs interrogations : Fomalhaut Ab a complètement disparu des observations faites par Hubble, ce n’était donc pas une exoplanète. Une déception pour ses inventeurs mais un objet d’étude peut-être encore plus intéressant pour d’autres astronomes.

Source: Sciencesetavenir.fr

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