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Paris, 30 avril 2005

La première image d'une planète extra-solaire confirmée

Une équipe internationale (1) , à laquelle appartiennent des chercheurs du CNRS, a détecté l'année dernière un objet de faible masse près d'une jeune naine brune. La nature de cet objet est aujourd'hui confirmée : il s'agit bien d'une exo-planète en orbite autour de la naine brune, la première dont les astrophysiciens aient réalisé une image. L'équipe a également découvert un objet dont la masse est à la limite entre celles d'une planète et d'une naine brune, en orbite autour d'une jeune étoile. Ces découvertes apportent des éléments importants pour la compréhension des processus de formation des planètes.

Vue d'artiste exo-planète

© ESO

Vue d'artiste de l'exo-planète en orbite autour de son étoile.

 

En avril 2004, les astrophysiciens détectent un « objet » à proximité d'une naine brune (2), elle-même située à 230 années-lumières de la Terre. Pour cela, ils utilisent l'instrument NACO (3) du Very Large Telescope (Chili). La luminosité de cet objet est 100 fois plus faible que celle de la naine brune. Son spectre dans le proche infrarouge comporte la signature de molécules d'eau et indique qu'il doit être très peu massif. Est-ce une planète extra-solaire, la première dont on possède une image ? En août 2004, des observations faites avec le télescope spatial Hubble de la NASA ont conforté cette première conclusion (4). Mais pour éliminer l'hypothèse d'un objet d'arrière-plan (situé plus loin que la naine brune, mais se trouvant par hasard dans sa direction), les astrophysiciens ont du réaliser des observations à différentes époques.

 

Les chercheurs viennent d'analyser deux nouvelles séries d'observations, réalisées en février et mars 2005, toujours avec l'instrument NACO. Ce travail montre que l'objet suit le mouvement propre de la naine brune, alors qu'il resterait statique dans le ciel s'il s'agissait d'un objet  plus lointain : c'est donc bien une planète, gravitant autour de son étoile.

 

Mais pour déceler le mouvement orbital de cette planète, il faudra plusieurs décennies : les scientifiques estiment sa période à 2500 ans environ ! La planète se situe à 55 unités astronomiques (5) de la naine brune, soit 2 fois la distance séparant Neptune du Soleil. Elle est 10 fois plus chaude que Jupiter et sa masse est 5 fois plus importante, d'après les modèles.

 

La même équipe (6) vient également de découvrir, par la même méthode, un objet dont la masse atteint 13 à 14 fois celle de Jupiter, près d'une jeune étoile cette fois (7). Planète ou naine brune ? Difficile, voire impossible à dire pour les chercheurs en raison des incertitudes des modèles. Une planète se définit comme un corps dont la masse ne dépasse pas 13,6 fois la masse de Jupiter (8). Au-delà, la combustion du deutérium commence : on parle alors de naine brune, une étoile avortée dont la gravitation est encore trop faible pour que des réactions nucléaires puissent se maintenir dans son coeur.

 

Ces deux découvertes offrent la formidable opportunité d'explorer les propriétés physico-chimiques des exo-planètes et de s'interroger sur leurs mécanismes de formation. Leurs caractéristiques étant différentes de celles des planètes de notre système solaire, il est très probable qu'elles se soient formées de manière différente aussi. Ces observations ouvrent de nouvelles perspectives au sujet de la détection directe et de la caractérisation de planètes autour d'autres étoiles que le Soleil, mais aussi au sujet de la quête des origines de la vie.
 
Consulter le communiqué de l'ESO (en anglais) :  http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2005/pr-12-05-p2.html
 

Notes :

(1) G. Chauvin et C. Dumas, de l'ESO, A.M. Lagrange et J.L. Beuzit, du Laboratoire d'astrophysique de l'Observatoire de Grenoble (CNRS/Université Grenoble 1), B. Zuckerman et I.Song, de l'Université de Californie, D. Mouillet, du Laboratoire d'astrophysique de l'Observatoire Midi-Pyrenées (CNRS/Université Toulouse 3), P. Lowrance, du Spitzer science centre (USA).

(2) l'étoile 2M1207A, au sein de l'association d'étoiles TWHydrae.

(3) NACO est constitué des composantes suivantes : CONICA et NAOS. CONICA (COude Near-Infrared CAmera), une caméra dans l'infrarouge proche, a été développée par un consortium allemand, avec la collaboration de l'ESO. NAOS (Nasmyth Adaptive Optics System), un système d'optique adaptative, a été développé avec le soutien de l'INSU-CNRS, par un consortium français en collaboration avec l'ESO.

(4) communiqué de presse CNRS du 10 septembre 2004 (Consulter le site web)

(5) une unité astronomique = 150 millions de kilomètres.

(6) avec M.S. Bessel de l'Autralian national University.

(7) l'étoile AB Pic dans l'association Tucana-Horlogium.

(8) limite fixée par l'Union astronomique internationale.

Références :

Confirmation of a giant planet companion to the brown dwarf 2MASSWJ1207334-393254, G.Chauvin, A.-M. Lagrange, C.Dumas, B.Zuckerman, D.Mouillet, I.Song, J.-L. Beuzit, P.Lowrance, à paraitre dans Astronomy and Astrophysics.

A companion at the brown dwarf/planet boundary to the young star AB Pic, G.Chauvin, A.-M. Lagrange, B.Zuckerman, C.Dumas, D.Mouillet, I.Song, J.-L. Beuzit, P.Lowrance, M.S. Bessell, à paraitre dans Astronomy and Astrophysics.

Contacts :

Contacts chercheurs :
Gaël Chauvin (ESO)
Tél : (00 56) 2 463 3063 Mél : gchauvin@eso.org

Anne-Marie Lagrange (CNRS)
Tél : 01 44 96 43 77, Mél : anne-marie.lagrange@obs.ujf-grenoble.fr

Contact presse :
Claire Le Poulennec
Tél : 01 44 96 49 88, Mél : claire.le-poulennec@cnrs-dir.fr

Contact INSU-CNRS :
Guillaume Duveau
Tél : 01 44 96 43 13, Mél : guillaume.duveau@cnrs-dir.fr

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