À peine un an après le lancement de la mission TESS de la NASA, les trois premières comètes en orbite autour de l'étoile voisine Beta Pictoris en dehors de notre système solaire ont été découvertes grâce aux données du télescope spatial. L'objectif principal de TESS est de rechercher des exoplanètes, des planètes en orbite autour d'autres étoiles. La reconnaissance des signaux d'exocomètes beaucoup plus petits par rapport aux planètes nécessite l'analyse d'une courbe de lumière précise, qui peut maintenant être obtenu en utilisant la sophistication technique du nouveau télescope spatial.

Sébastien Zieba, étudiant en master dans l'équipe de Konstanze Zwintz à l'Institut d'astrophysique et de physique des particules de l'Université d'Innsbruck, a découvert le signal des exocomètes lorsqu'il a étudié la courbe de lumière TESS de Beta Pictoris en mars de cette année. "Les données ont montré une diminution significative de l'intensité de la lumière de l'étoile observée. Ces variations dues à l'obscurcissement par un objet dans l'orbite de l'étoile peuvent clairement être liées à une comète, " Sebastian Zieba et Konstanze Zwintz expliquent la sensationnelle découverte.

En collaboration avec Matthew Kenworthy de l'Université de Leiden (Pays-Bas) et Grant Kennedy de l'Université de Warwick (Royaume-Uni), ils ont analysé et interprété les signaux des exocomètes. Les résultats seront désormais publiés dans la revue internationale Astronomie et astrophysique . Trois systèmes d'exocomets similaires ont récemment été trouvés autour de trois autres étoiles lors de l'analyse des données par la mission Kepler de la NASA. Les chercheurs suggèrent que les exocomètes sont plus susceptibles de se trouver autour de jeunes étoiles. "Le télescope spatial Kepler s'est concentré sur des étoiles plus anciennes similaires au Soleil dans une zone relativement petite du ciel. TESS, d'autre part, observe les étoiles partout dans le ciel, y compris les jeunes stars. Nous nous attendons donc à d'autres découvertes de ce type à l'avenir, ", explique Konstanze Zwintz. Les recherches de Zwintz se concentrent sur les jeunes étoiles et elle est considérée comme une experte de renommée internationale dans le domaine de l'astérosismologie.

Dr Grant Kennedy, du Département de physique de l'Université de Warwick, aide à la modélisation et à l'interprétation des données. Il a déclaré:"Cette découverte est vraiment importante pour la science des comètes extrasolaires pour plusieurs raisons. On pensait que Beta Pictoris hébergeait des exocomètes pendant trois décennies à partir d'une technique différente, et les données du TESS fournissent des preuves indépendantes et attendues depuis longtemps de leur existence. Notre prochain objectif est de trouver des signatures similaires autour d'autres étoiles, et cette découverte montre que TESS est à la hauteur de la tâche."

Étoile célèbre

La jeune et très brillante étoile Beta Pictoris est une « célébrité » parmi les astronomes pour de nombreuses raisons :« Déjà dans les années 1980, les investigations de Beta Pictoris ont fourni des preuves convaincantes de l'existence de systèmes planétaires autour d'étoiles autres que notre Soleil, une décennie avant que des exoplanètes ne soient même découvertes pour la première fois. En outre, il y avait déjà des preuves indirectes de comètes à cette époque sur la base de la signature caractéristique du gaz qui s'évapore d'elles, " ajoute Konstanze Zwintz. A environ 23 millions d'années, Beta Pictoris est une star relativement jeune, "une jeune star adulte par rapport à l'âge humain, " dit l'astronome.

La découverte d'exocomètes autour de Beta Pictoris a été prédite en 1999 dans un article des astrophysiciens Alain Lecavelier des Etangs, Alfred Vidal-Madjar et Roger Ferlet. "Avec nos collègues de Leyde et Warwick, nous sommes heureux d'avoir enfin confirmé cette théorie, " disent Zieba et Zwintz. Les scientifiques s'attendent à découvrir beaucoup plus de comètes et d'astéroïdes dans cette zone, car c'est une jeune star. "À l'avenir, nous voulons trouver des réponses à la question de savoir à quelle fréquence les exocomètes se produisent et si leur nombre diminue vraiment avec l'âge d'une étoile. Les informations à ce sujet sont importantes car en analysant les comètes autour d'une jeune étoile, nous pouvons également tirer des conclusions sur l'histoire de notre propre système solaire. Parce que nous savons que notre système solaire a montré beaucoup plus de comètes dans les premières années, " explique Konstanze Zwintz.

À l'avenir, les chercheurs veulent étudier la composition des exocomètes, par exemple en ce qui concerne leur teneur en eau. Les comètes elles-mêmes sont plus petites que les exoplanètes, mais ont de très grosses queues, qui peut atteindre plusieurs millions de kilomètres de long. "Ce que nous voyons n'est pas le noyau de la comète lui-même, mais le matériel soufflé de la comète et traînant derrière elle. Donc, les données TESS ne nous disent pas quelle était la taille des comètes, puisque l'étendue de la queue de poussière pourrait être très grande et pas très dense, ou moins gros et plus dense. Les deux situations donneraient la même courbe de lumière, " explique Zwintz.