Des anneaux et des lunes autour de Fomalhaut b?

De nouvelles analyses des données du télescope spatial Hubble réaffirment l'existence de la planète Fomalhaut b. Elle serait entourée de tout un système d'anneaux et de satellites.

C'est une affaire à rebondissements. En novembre 2008, Paul Kalas, de l'université de Berkeley, annonçait avoir réalisé une première: la photo (en 2004, puis en 2006) d'une planète extrasolaire appelée Fomalhaut b. Mais début 2012, Makus Janson, de l'université de Princeton, remettait en cause l'existence de cette planète.

Planète ou amas de poussières?

Pour Markus Janson, ce n'est pas une planète qui a été photographiée. Son argument: la planète a été détectée avec Hubble mais pas avec le satellite Spitzer, sensible au rayonnement infrarouge. Or, c'est dans cette gamme de longueur d'onde que la planète devrait briller. Pour Janson, l'objet photographié est plutôt un amas de poussières qu'une planète.

Un autre problème se posait: Fomalhaut b semblait couper le gigantesque disque de poussière situé à l'intérieur de son orbite (voir schéma ci-dessous). Or, d'un point de vue dynamique, c'est impossible. Une planète ne laisse pas intact le disque dans lequel elle navigue. Au contraire, elle nettoie tout sur son passage...

L'étoile centrale est marquée d'un point bleu et la planète est encadrée en jaune.  Entre les deux s'étend un disque de poussière large de plus de 100 unités astronomiques.

Trois points repérés sur l'orbite

Aujourd'hui, une étude canadienne (Raphaël Galicher et collaborateurs), apporte de nouveaux éléments. En analysant à nouveau les données du télescope spatial, les Canadiens ont remarqué que la source lumineuse repérée par Kalas est présente non seulement en 2004 et en 2006, mais également en 2010, ce qui prouve que l'Américain n'a pas été victime d'un artefact de l'instrument. Un objet a bel et bien été photographié.

Une planète? "Les trois points photographiés sont compatibles avec une trajectoire qui ne coupe pas le disque, décrypte Hervé Beust, du Laboratoire d'astrophysique de Grenoble. Même s'il faut avouer que trois points, pour une planète qui tourne en 1000 ans autour de son étoile, c'est vraiment très peu pour en déduire la forme de l'orbite".

Un jeune système circumplanétaire

Tout comme Paul Kalas et Makus Janson, les Canadiens ont cherché à détecter Fomalhaut b dans l'infrarouge, cette fois-ci avec le télescope Subaru (Hawaï), mais sans succès. Pour les chercheurs, il faut y voir la preuve que la planète est moins massive qu'on ne le pensait: entre 2 masses de la Terre et 1 masse de Jupiter.

Un corps de ce calibre devrait apparaître comme un point sur les détecteurs d'Hubble. Mais ce n'est pas le cas: il s'affiche plutôt comme une tache. "Cela signifie que la planète est probablement entourée de matériaux poussiéreux, dans doute des anneaux et des satellites, explique Hervé Beust. Etant donné la jeunesse de l'étoile - 400 millions d'années-, ce système vient tout juste de se former".

D'autres planètes dans le système de Fomalhaut

L'existence même d'une telle planète, à 100 unités astronomiques de son étoile (plus de deux fois plus loin que Pluton par rapport au Soleil!) pose problème. Si loin de l'astre central, il n'y a pas assez de matériau disponible pour la former. "C'est donc qu'elle est née plus près, et qu'elle a ensuite migré vers l'extérieur du système, propose Hervé Beust. Ce type de mécanisme est tout à fait plausible, mais il implique l'existence d'autres planètes". Via un gigantesque jeu de billard planétaire, elles auraient éjecté Fomalhaut b aux confins du système.

Collision de petites planètes

Ce résultat est donc plutôt une bonne nouvelle pour Paul Kalas, en passe d'être promu photographe d'un jeune système de lunes et d'anneaux autour d'une planète, le tout naviguant probablement parmi d'autres planètes. Néanmoins, les Canadiens soulignent que leur travail ne permet pas d'exclure la possibilité que l'objet photographié soit constitué de poussières formées lors de la collision de deux gros planétésimaux (type objet de Kuiper). Dans ce cas précis, le choc remonterait à seulement une cinquantaine d'années.

Pour en savoir plus sur l'affaire Fomalhaut, lire notre article complet dans Ciel et Espace de mai 2012 et écoutez le podcast "photographes d'exoplanètes" sur Ciel et Espace radio.

Emilie Martin, le 26 octobre 2012