Une étude, dont les résultats intitulés «The mass of the young planet Beta Pictoris b through the astrometric motion of its host star» sont publiés dans la revue Nature Astronomy, a permis d'établir, pour la première fois à l'aide de mesures astrométriques, une estimation de la masse d'une jeune planète, en l'occurrence celle de Bêta Pictoris b.

Rappelons tout d'abord que l'étoile Bêta Pictoris (β Pic) (*), «située à une distance d'environ 63 années-lumière du Système solaire dans la constellation australe du Peintre», est «une très jeune étoile blanche ayant débuté sa vie sur la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russel depuis environ 23 millions d'années».

Relevons aussi que l'une «des toutes premières détections d'un disque de poussières autour d'une étoile» a été faite chez Bêta Pictoris grâce au satellite Iras (Infrared Astronomical Satellite), lancé le 25 janvier 1983, une découverte «vérifiée l'année suivante, en 1984, avec une imagerie directe de ce disque circumstellaire». Ensuite, «en 2008, comme on s'y attendait du fait de la théorie de la formation des systèmes planétaires», une exoplanète, Bêta Pictoris b (**), a été découverte par imagerie directe dans ce disque («un disque de débris issu d'un disque protoplanétaire ayant perdu son gaz»).

Alors que, depuis cette époque, on cherche «à préciser les caractéristiques de Bêta Pictoris b et notamment sa masse», l'étude ici présentée a établi, pour sa part, que sa masse doit être comprise dans une bande «entre 9 et 13 fois la masse de Jupiter, laquelle est environ 318 fois plus massive que la Terre».

Notons ici que la masse de cette exoplanète, qui orbite «à 8-9 unités astronomiques de Bêta Pictoris, avec une faible excentricité et une période de 17 à 21 ans», est difficilement évaluable par la méthode des vitesses radiales du fait que Bêta Pictoris, qui «est particulièrement chaude et tourne rapidement sur elle-même», se comporte comme une étoile variable.

Pour contourner cet obstacle, cette étude a pu faire appel à l'astrométrie, car l'étoile est proche du Soleil et l'exoplanète directement imagée. Cette méthode consiste à «mesurer les trajectoires de ces deux astres et les vitesses atteintes sur cette trajectoire» afin de remonter à la masse de Bêta Pictoris b «via les lois de la mécanique céleste».

En fait, «les mouvements de Bêta Pictoris avaient commencé à être mesurés avec précision» par Hipparcos, satellite dédié à l'astrométrie, qui «avait observé Bêta Pictoris 111 fois entre 1990 et 1993». GAIA, successeur d'Hipparcos, a également «fourni des données permettant de mieux mesurer les perturbations des mouvements de Bêta Pictoris du fait de la présence et de la masse de Bêta Pictoris b».

En fin de compte, cette étude constitue «la première estimation réussie de la masse d'une jeune planète à l'aide de mesures astrométriques».

Lien externe complémentaire (source Simbad)

(*) Bêta Pictoris

Lien externe complémentaire (source Exoplanetcatalogue)

(**) Bêta Pictoris b