01/06/2015

Découverte d'une "ceinture de Kuiper" autour d'un étoile très jeune

Ce que l'on appelle la Ceinture de Kuiper, qui doit son nom à l'astronome néerlandais du XXème siècle Gerard Kuiper qui avait cru montrer qu'une telle ceinture ne pouvait pas exister, est formée d'une myriades d'astéroïdes glacés formant un vaste anneau au delà de l'orbite de Neptune. Cet anneau d'astéroïdes est un vestige des premiers moments du système solaire il y a plus de 4,5 milliards d'années.




Des astronomes viennent de découvrir autour d'une toute jeune étoile à peine âgée de 15 millions d'années, ce qui ressemble trait pour trait à notre ceinture de Kuiper. Dans l'article que Tayne Currie et son équipe publient dans the Astrophysical Journal Letters, les auteurs montrent qu'un anneau de débris entoure l'étoile HD 115600, qui nous sépare seulement de 360 années-lumière. HD 115600 fait partie d'un groupe d'étoiles jeunes qui est appelé l'Association OB du Scorpion-Centaure et a une masse de 1,5 masse solaire environ. L'anneau de débris découvert se trouve à une distance de l'étoile très similaire à la distance de la ceinture de Kuiper du soleil (entre 30 et 50 unités astronomiques).

La ceinture de débris entourant HD 115600 (Nature/T. Currie)
La couleur qui se dégage de cet anneau, cette "exo-ceinture", est interprétée par les astronomes comme le signe d'une composition de glace d'eau et de roches, tout comme ce que l'on trouve dans la ceinture de Kuiper.

Des disques de débris autour d'étoiles avaient déjà été observés dans le passé, mais jamais à une distance si proche et autour d'une étoile si jeune. Par ailleurs, les chercheurs ont pu observer une petite étrangeté : le centre de l'anneau ne correspond pas parfaitement avec le centre de l'étoile. Il se pourrait ainsi qu'une grosse planète soit en orbite autour de HD 115600 avec une orbite allongée, et qui aurait pu produire par sa gravitation le décalage observé dans l'anneau d'astéroïdes.

Pour faire ces belles trouvailles, l'équipe de Currie a exploité un instrument spécial qu'on appelle un coronographe, monté sur le télescope Gemini South au Chili. Ce coronographe, le Gemini Planet Imager (GPI) permet de masquer la lumière qui arrive au centre de l'optique pour ne regarder que ce qui se passe juste autour. Un tel système permet non seulement d'imager des planètes ou des disques de matière en orbite autour d'étoiles brillantes, mais aussi d'enregistrer le spectre de la lumière qui en est émise, lumière de l'étoile réfléchie.
Le GPI venait à peine d'être installé au foyer du télescope depuis quelques mois quand Thayne Currie est ses collaborateurs ont commencé à voir cet anneau d'astéroïdes.

Le Very Large Telescope de l'ESO a lui aussi été muni d'un imageur coronographe (nommé SPHERE) et va permettre de faire de nouvelles découvertes de ce type avec plus de sensibilité, et dans très peu de temps. Les deux instruments pourront par exemple partir ensemble à la traque de la planète invisible orbitant HD 115600.

Une chose est sûre, vu son très jeune âge, HD 115600 est d'ores et déjà devenue un très intéressant laboratoire de ce qu'était notre système solaire dans sa petite enfance.


Sources :

Direct Imaging and Spectroscopy of a Young Extrasolar Kuiper Belt in the Nearest OB Association
Thayne Currie et al.
à paraître dans the Astrophysical Journal Letters

Nearby star hosts Kuiper belt twin
R. Cowen
Nature News (28 may 2015)