Fomalhaut b

Dagon[3], ou Fomalhaut b, formellement Fomalhaut Ab, aussi nommée Alpha Piscis Austrini Ab (en abrégé α PsA Ab), est une planète en orbite autour de l'étoile Fomalhaut A (alpha Piscis Austrini A, α PsA A), composante principale du système multiple Fomalhaut (alpha Piscis Austrini, α PsA). Il s'agit de la première exoplanète découverte par imagerie directe lors d'une coronographie.

Dagon (Fomalhaut b)

Fomalhaut b vue en 2004 et en 2008.
Étoile
Nom Fomalhaut
Constellation Poisson austral
Ascension droite 22h 57m 39,1s
Déclinaison −29° 37′ 20″
Type spectral A3V

Localisation dans la constellation : Poisson austral

Caractéristiques orbitales
Demi-grand axe (a) ~ 115  UA
Excentricité (e) ~ 0,11
Période (P) ~ 872  ans
Inclinaison (i) ~ 66°
Caractéristiques physiques
Masse (m) 0,054 à 3 MJ
Découverte
Découvreurs Kalas et al.
Méthode Imagerie directe
Date 13 novembre 2008
Statut Existence d'un objet confirmée[1],[2]; le type d'objet (planète entourée de satellites, anneaux et/ou nuage de poussière, ou simple nuage de débris/poussières) fait quant à lui encore débat[2].

Cette planète, découverte par l'équipe de l'Américain Paul Kalas en 2008 sur une coronographie prise par le télescope spatial Hubble, gravite autour de Fomalhaut[4] située dans la constellation du Poisson austral[5]. L'annonce fut concomitante avec celle de la découverte de trois planètes autour de HR 8799. Ces quatre planètes sont les premières à voir leur mouvement en orbite confirmé par imagerie directe.

Son existence avait été prédite, dès 2006, par Alice C. Quillen[6]. Elle a été contestée, en avril 2012, à la suite d'une observation réalisée grâce à l'interféromètre ALMA[7]. Elle a été confirmée, d'abord par Thaine Curie et al. en 2012[8], puis par Raphaël Galicher et al. en 2013[9]. Son orbite a été caractérisée par Paul Kalas et al.[10]. Sa nature reste néanmoins discutée. En effet, d'après Ralph Neuhaeuser et al., il pourrait s'agir d'une étoile à neutrons située en arrière-plan[11].

Découverte

La planète est en orbite autour de Fomalhaut à une distance de 115 UA, ce qui est à peu près à 18 UA plus près de l'étoile que l'intérieur du disque de débris[12]. Elle a été découverte après huit ans de travail par des chercheurs[13].

Vue d'artiste de Fomalhaut b.

Dès 2005, l'existence de la planète a été déduite de son influence sur le disque de débris : cette ceinture n'est pas centrée sur l'étoile et a un bord intérieur plus défini que ce à quoi on s'attendait[14],[15]. C'est toutefois seulement en 2008 que la planète a été localisée par Paul Kalas et James R. Graham à partir de photographies prises par Hubble en 2004 et 2006[13] . La NASA a rendu publiques ces photos prises par la caméra ACS de Hubble, le 13 novembre 2008. Sur l'image, la bande ovale et brillante est le disque de débris, tandis que les artéfacts à l'intérieur de cette bandes sont en fait du bruit dû à de la diffusion lumineuse[16].

Selon Kalas, « C'est une expérience profonde et émouvante de voir de ses yeux une planète encore jamais vue. J'ai presque eu une attaque cardiaque à la fin de mai quand j'ai confirmé que Fomalhaut b était en orbite autour de son étoile parente. » (It’s a profound and overwhelming experience to lay eyes on a planet never before seen. I nearly had a heart attack at the end of May when I confirmed that Fomalhaut b orbits its parent star.[13])

Comparaison entre notre système solaire et le système de Fomalhaut.

Depuis la découverte de Neptune, Fomalhaut b est la première planète dont l'existence avait été prédite et à avoir été observée directement dans le spectre de la lumière visible. C'est aussi la première prédiction d'existence d'une planète basée sur son interaction avec un disque de débris[17]. De plus, on estime que c'est l'objet de plus petite masse et le plus froid dont on a une image, à l'extérieur de notre système solaire[18].

Caractéristiques

On estime que la planète a approximativement la même dimension que Jupiter[13], avec une masse maximale de 3 MJ et une masse probable de 0,5 à 2 MJ[15],[19]. Elle évolue à une distance de 17 milliards de kilomètres de son étoile, ce qui représente une distance environ 20 % plus grande que l'apoapside d'Éris, ou encore 3,8 fois le demi-grand axe de Neptune. Elle bouclerait une orbite complète autour de cette étoile tous les 872 ans[13]. La luminosité de Fomalhaut est 16 fois celle du Soleil, donc Fomalhaut est vue de sa planète b comme étant aussi brillante que notre Soleil vu de Neptune, selon la loi en carré inverse.

À cause de sa grande luminosité en lumière visible et de sa faible luminosité en infrarouge, on pense que Fomalhaut b est entourée d'un disque planétaire de rayon d'environ 20 à 40 fois le rayon de Jupiter — comparativement, l'extérieur des anneaux de Saturne est à une distance de deux rayons de Jupiter du centre de la planète. Cette distance est comparable aux satellites galiléens de Jupiter et pourrait donc représenter une étape dans la formation d'un système de satellites naturels autour de la planète[4],[13],[15].

Cependant le satellite infrarouge Spitzer n'a pas confirmé l'existence de Fomalhaut b[20], et en 2012 l'observatoire ALMA a permis de mettre sérieusement en doute son existence. Les observations de Hubble correspondent bien davantage à un amas de poussières[21].

En octobre 2012, cette planète est confirmée[2].

Notes et références
  1. Fomalhaut b (alf PsA b) sur la base de données SIMBAD.
  2. « Des anneaux et des lunes autour de Fomalhaut b? », sur Ciel & Espace
  3. Chloé Durand-Parenti, « 31 exoplanètes et 14 étoiles officiellement rebaptisées ! », sur Le Point,
  4. (en) Paul Kalas, « Optical Images of an Exosolar Planet 25 Light-Years from Earth », Science, AAAS,‎ (DOI 10.1126/science.1166609, lire en ligne, consulté le )
  5. Seth Borenstein, « Images captured of 4 planets outside solar system », Associated Press via Google, (consulté le )
  6. (en) Alice C. Quillen, « Predictions for a planet just inside Fomalhaut's eccentric ring », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 372, no 1,‎ , id. L14, p. L14-L18 (DOI 10.1111/j.1745-3933.2006.00216.x, Bibcode 2006MNRAS.372L..14Q, arXiv astro-ph/0605372, lire en ligne [html], consulté le )
  7. (fr) « ALMA dévoile le fonctionnement d'un système planétaire proche », ESO, (consulté le )
  8. (en) Thaine Curie et al., « Direct imaging confirmation and characterization of a dust-enshrouded candidate exoplanet orbiting Fomalhaut », The Astrophysical Journal, vol. 760, no 2,‎ , id. L32, 6 p.  (DOI 10.1088/2041-8205/760/2/L32, Bibcode 2012ApJ...760L..32C, arXiv 1210.6620, lire en ligne [html], consulté le )
  9. Raphaël Galicher et al., « Fomalhaut b : Independent analysis of the Hubble space telescope public archive data », The Astrophysical Journal, vol. 769, no 1,‎ , id. 42, 12 p.  (DOI 10.1088/0004-637X/769/1/42, Bibcode 2013ApJ...769...42G, arXiv 1210.6745, lire en ligne [html], consulté le )
  10. (en) Paul Kalas et al., « STIS Coronagraphic imaging of Fomalhaut : Main belt structure and the orbit of Fomalhaut b », The Astrophysical Journal, vol. 775, no 1,‎ , id. 56, 31 p.  (DOI 10.1088/0004-637X/775/1/56, Bibcode 2013ApJ...775...56K, arXiv 1305.2222, lire en ligne [html], consulté le )
  11. (en) Ralph Neuhaeuser et al., « The companion candidate near Fomalhaut : a background neutron star? », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society,‎ à paraître (Bibcode 2015arXiv150107083N, arXiv 1501.07083, lire en ligne [PDF], consulté le )
  12. (en) « Formhault b: the first directly observed exoplanet », Science Centric (consulté le )
  13. (en) Lewis Smith, « First pictures taken of planet outside the solar system: Fomalhaut b », The Times, London, (consulté le )
  14. (en) Paul Kalas, « A planetary system as the origin of structure in Fomalhaut's dust belt », Nature, vol. 435, no 7045,‎ , p. 1067–1070 (PMID 15973402, DOI 10.1038/nature03601), « astro-ph/0506574 », texte en accès libre, sur arXiv.
  15. (en) Amir Alexander, « Scientists Lay Eyes on Distant Planets », Planetary Society web site, Planetary Society, (consulté le )
  16. (en) « APOD: 2008 November 14 - Fomalhaut b » (consulté le )
  17. Alice C. Quillen, « Predictions for a planet just inside Fomalhaut's eccentric ring », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 372, no 1,‎ , p. L14–L18 (DOI 10.1111/j.1745-3933.2006.00216.x, Bibcode 2006MNRAS.372L..14Q)
  18. (en) « Exoplanets finally come into view », BBC, (consulté le )
  19. (en) Ashley Yeager, « Astronomers claim first snaps of planets beyond the Solar System », Nature News, Nature Publishing Group, (DOI 10.1038/news.2008.1224, consulté le )
  20. (en) Markus Janson, Joseph C. Carson, David Lafrenière, David S. Spiegel, John R. Bent et Palmer Wong, « Infrared Non-detection of Fomalhaut b: Implications for the Planet Interpretation », The Astrophysical Journal, vol. 747, no 2,‎ (DOI 10.1088/0004-637X/747/2/116)
  21. (en) A. C. Boley, M. J. Payne, S. Corder, W. R. F. Dent, E. B. Ford et M. Shabram1, « Constraining the Planetary System of Fomalhaut Using High-resolution ALMA Observations », The Astrophysical Journal, vol. 750, no 1,‎ (DOI 10.1088/2041-8205/750/1/L21)

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