Qu’est-ce qu’une exocomète ?

Vous connaissez les exoplanètes, mais connaissez-vous les exocomètes ? Elles sont pourtant connues depuis 35 ans par les scientifiques. Une nouvelle étape a été franchie ce jeudi 28 avril 2022, avec une analyse plus approfondie de 30 « exocomètes » situées dans un jeune système planétaire, celui de l’étoile β Pictoris. Une étude, relayée par le CNRS, a été publiée dans Scientific Reports.

Des comètes, mais en dehors du système solaire

De quoi parle-t-on exactement ? « L’exocomète est par définition une comète qui n’est pas dans le système solaire, mais dans un système extrasolaire. De la même façon que les exoplanètes sont des planètes dans des systèmes extrasolaires », résume auprès de Numerama l’astrophysicien Alain Lecavelier, directeur de recherche au CNRS. Ce sont donc des comètes, mais en orbite autour d’autres étoiles que le Soleil.

Les comètes sont des objets très étudiés, car ils constituent de véritables vestiges de la formation du système solaire. Plus de 3 740 comètes sont connues, chacune avec ses spécificités. Mais chacune peut être décrite comme « un petit noyau rocheux de quelques kilomètres de diamètre, composé de roches et de glace, sur une orbite allongée, explique Alain Lecavelier. Pendant la période où elle est proche de son étoile, les glaces qu’elle contient s’évaporent. » Ce sont ces éjections qui donnent naissance à ces queues cométaires splendides qu’on peut voir dans le système solaire. Des observateurs chanceux peuvent même admirer des queues de comètes à l’œil nu — ce fut le cas avec C/2020 F3 (NEOWISE) pendant l’été 2020.

Ici, c’est grâce à un satellite spatial, TESS (« Transiting Exoplanet Survey Satellite ») que les scientifiques ont pu étudier plus en détail les caractéristiques de 30 exocomètes tournant autour de β Pictoris. Elles étaient connues depuis 1987, mais on sait désormais qu’elles font entre 3 et 14 kilomètres de diamètre.

« Jusqu’alors, on avait observé l’enveloppe de gaz entourant le noyau par spectroscopie », souligne le scientifique (c’est-à-dire l’étude de spectres issus de rayonnements électromagnétiques, une méthode très utile en astrophysique pour déterminer la composition chimique d’un corps). Avec les données de TESS, nous avons vu la queue de poussière qui transite devant l’étoile, un peu comme les transits d’exoplanètes devant leur étoile. L’étoile devient un peu moins lumineuse pendant quelques heures. »

Observer ainsi la queue poussiéreuse des comètes est une avancée importante, car c’est cela qui a permis aux scientifiques d’estimer la taille des noyaux de ces exocomètes. Impossible d’espérer voir ces morceaux de roches eux-mêmes, qui sont bien trop petits.

Les exocomètes ont « gardé des cicatrices d’un passé violent »

« Ce qui nous intéresse aussi, poursuit Alain Lecavelier, c’est la distribution en taille des objets : savoir combien il y a de grosses exocomètes par rapport au nombre de petites. C’est un traceur des phénomènes de fragmentation. » Cette mesure de la distribution en taille des objets composant le système de β Pictoris est la première réalisée en dehors du système solaire. Un intérêt majeur est ensuite de faire des comparaisons avec ce que l’on connait du système solaire. « Il s’avère que c’est incroyablement similaire. Tous ces objets ont une histoire de collisions et de fragmentations extrêmement importante, puisqu’ils ont gardé des cicatrices de ce passé violent. »

Les travaux sur les exocomètes (ni même ceux sur les comètes) sont loin d’être achevés. « Maintenant il y a deux prolongements : trouver d’autres étoiles autour desquelles il y a des exocomètes ; étudier plus en détail les comètes et exocomètes qu’on connait déjà », conclut l’expert. D’autres télescopes spatiaux que TESS pourront encore être mis à contribution : Hubble, évidemment, mais aussi James Webb, qui devrait être opérationnel à l’été 2022.