Une planète vient-elle de s’évaporer ? Hubble témoin d’un crash cosmique rarissime

Une disparition mystérieuse dans le viseur d’Hubble

C’est le genre d’histoire qui nous rappelle à quel point l’univers peut être… capricieux, vous ne trouvez pas ? Récemment, les astronomes ont braqué le vénérable télescope spatial Hubble de la NASA vers une cible qu’ils connaissent bien : Fomalhaut, cette étoile brillante et familière. Et là, surprise. Ils ont cru voir un nouveau monde.

Imaginez une petite tache compacte et réfléchissante, scintillant juste au-delà de la ceinture de poussière principale de l’étoile. C’était exactement là où l’on s’attendrait à trouver une exoplanète. Tout le monde retient son souffle… et puis, pffuit. La tache a disparu. C’est fou, non ?

Mais l’histoire ne s’arrête pas là. Un peu plus tard, un autre point lumineux s’est enflammé tout près. Et devinez quoi ? Lui aussi s’est éteint. Ce qui ressemblait à des planètes s’est avéré être quelque chose de bien plus dramatique, et franchement, beaucoup plus violent : des nuages de poussière en expansion causés par des collisions titanesques entre de grands corps rocheux, ce qu’on appelle des planétésimaux.

Fomalhaut : Un chantier de construction planétaire à ciel ouvert

En capturant deux collisions distinctes dans le même système en l’espace d’environ deux décennies, Hubble nous a offert un aperçu rare, presque en temps réel, de la physique désordonnée et énergique de la formation des planètes. C’est un peu comme surprendre la nature en plein travail. Jason Wang, astrophysicien à l’Université Northwestern, n’a pas caché sa surprise : « Repérer une nouvelle source de lumière dans la ceinture de poussière autour d’une étoile était surprenant. Nous ne nous attendions pas du tout à cela. »

Leur hypothèse principale ? Nous avons assisté à deux collisions de planétésimaux — ces petits objets rocheux ressemblant à des astéroïdes — au cours des vingt dernières années. Il faut bien comprendre que c’est rarissime. C’est même la première fois que nous voyons cela en dehors de notre propre système solaire. Jason Wang souligne d’ailleurs que l’étude de ces chocs est cruciale pour comprendre comment les planètes se forment, mais aussi pour en savoir plus sur la structure des astéroïdes, une info vitale pour nos programmes de défense planétaire.

Parlons un peu de Fomalhaut. Elle se prélasse à environ 25 années-lumière de nous, dans la constellation du Poisson Austral (Piscis Austrinus). Elle est plus grande et plus chaude que notre Soleil, enveloppée dans un ensemble complexe de ceintures de débris poussiéreux — les restes de la fabrication des planètes. « Le système possède l’une des plus grandes ceintures de poussière que nous connaissions », précise Wang, ce qui en fait une cible facile à étudier.

Il y a eu cette histoire en 2008… Un nœud brillant nommé « Fomalhaut b » est apparu. Les astronomes se sont écharpés pendant des années : était-ce une vraie planète ou un nuage de poussière né d’un impact catastrophique ? En 2023, les images d’Hubble ont apporté un rebondissement digne d’un polar. La source lumineuse originale avait disparu. Une nouvelle tache, ressemblant à une planète, est apparue à un endroit légèrement différent. L’équipe pensait au début qu’il s’agissait de Fomalhaut b, mais des comparaisons minutieuses ont montré que c’était quelque chose de totalement différent. Une découverte aussi excitante que déroutante.

Deux éclairs, deux collisions : quand la poussière joue les imposteurs

L’équipe a donné des petits noms à ces événements : l’ancienne source transitoire s’appelle Fomalhaut cs1 et la nouvelle Fomalhaut cs2. La façon dont cs1 a brillé puis s’est dispersé indique clairement une collision qui a pulvérisé au moins un gros planétésimal en un nuage de poussière en expansion rapide. Et cs2 ? Il ressemble étrangement à cs1 à ses débuts. Même région, luminosité comparable… tout suggère un deuxième crash indépendant.

Paul Kalas, l’auteur principal de l’étude à l’UC Berkeley, est formel : « C’est certainement la première fois que je vois un point de lumière apparaître de nulle part dans un système exoplanétaire. » C’était absent des images précédentes, ce qui signifie que nous venons d’être témoins d’une collision violente entre deux objets massifs, créant un énorme nuage de débris sans équivalent dans notre système solaire actuel.

Les statistiques donnent le vertige. La théorie prédit une telle collision tous les 100 000 ans ou plus. Pourtant, les astronomes en ont observé deux en seulement vingt ans ! Paul Kalas utilise une image parlante : « Si vous aviez un film des 3 000 dernières années, accéléré pour que chaque année dure une fraction de seconde, imaginez combien d’éclairs vous verriez. Le système planétaire de Fomalhaut scintillerait de ces collisions. »

C’était tellement surprenant que l’équipe a dû vérifier ses résultats avec quatre pipelines de réduction de données différents. Jason Wang raconte qu’il a dû « faire parler les chiffres » pour prouver que les quatre analyses indépendantes détectaient bien une nouvelle source. Le problème, c’est qu’un nuage compact de débris fraîchement broyés peut ressembler exactement à une petite planète reflétant la lumière des étoiles. C’est une vraie illusion d’optique cosmique.

Cette tromperie est un casse-tête pratique pour les futures missions. « Fomalhaut cs2 ressemble exactement à une planète extrasolaire reflétant la lumière des étoiles », admet Kalas. Ce que nous avons appris, c’est qu’un gros nuage de poussière peut se faire passer pour une planète pendant des années. C’est une note de prudence sérieuse pour les futurs télescopes comme le Giant Magellan Telescope ou le Nancy Grace Roman Space Telescope qui chercheront des mondes semblables à la Terre. Il faudra trier le bon grain de l’ivraie, ou plutôt la vraie planète du nuage de poussière.

Conclusion : Du vieux Hubble au jeune Webb, l’enquête continue

Alors que cs1 s’est fondu dans la lueur de la ceinture de débris, cs2 ne fait que commencer son show, et les astronomes veulent voir la suite. Mais voilà, Hubble commence à accuser son âge. « En raison de l’âge de Hubble, il ne peut plus collecter de données fiables du système », explique Wang avec une pointe de réalisme. Heureusement, la relève est là avec le James Webb Space Telescope (JWST).

L’équipe a déjà un programme approuvé pour suivre cette collision avec le JWST. Sa caméra proche infrarouge (NIRCam) va pouvoir faire le tri dans les grains de poussière et la chimie — sont-ils glacés, rocheux, ou un mélange des deux ? — et suivre l’expansion du nuage. Ces indices permettront de reconstruire la taille et la vitesse des corps qui se sont percutés.

Au fond, Hubble nous a offert un aperçu en temps réel d’un processus chaotique, bruyant et poussiéreux, bien loin de l’image ordonnée qu’on se fait parfois de la formation des planètes. Avec le suivi de Webb, les astronomes vont transformer ces collisions surprenantes en une véritable enquête médico-légale détaillée, révélant exactement comment ce chaos créateur se déroule. Cette étude passionnante a été publiée dans la revue Science.

Selon la source : earth.com

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