Au cours des trente dernières années, le nombre de planètes découvertes au-delà de notre système solaire a augmenté de façon exponentielle. Malheureusement, en raison des limites de notre technologie, la grande majorité de ces exoplanètes ont été découvertes par des moyens indirects, souvent en détectant les transits des planètes devant leurs étoiles (la méthode de transit) ou par l'influence gravitationnelle qu'elles exercent sur leur étoile. (la méthode de la vitesse radiale).
Très peu ont été imagés directement, où les planètes ont été observées dans la lumière visible ou les longueurs d'onde infrarouges. Une de ces planètes est Beta Pictoris b, une jeune exoplanète massive qui a été observée pour la première fois en 2008 par une équipe de l'Observatoire européen austral (ESO). Récemment, la même équipe a suivi cette planète en orbite autour de son étoile, ce qui a donné des images époustouflantes et une vidéo en accéléré tout aussi impressionnante.
Lors de sa première observation en 2008, l'équipe ESO a noté que Beta Pictoris b était un «super-Jupiter», avec 13 masses Jupiter et un rayon d'environ une fois et demie celui de Jupiter. Ils ont également noté qu'elle orbitait autour de son étoile - une jeune étoile de séquence principale de type A qui se trouve à environ 63 années-lumière dans la constellation Pictor - à une distance d'environ 9 UA (neuf fois la distance entre la Terre et le Soleil).
La découverte initiale de cette exoplanète a été faite en utilisant le système d'optique adaptative Nasmyth (NAOS) - Imageur et spectrographe proche infrarouge (CONICA) - qui ensemble sont connus sous le nom d'instrument NACO - sur le très grand télescope de l'ESO au Chili. Les observations du système ont également noté la présence de comètes et de deux disques de débris, ce qui a aidé les astronomes à prédire l'existence de Beta Pictoris b avant son observation.
Depuis lors, la même équipe a utilisé l'instrument de recherche d'exoplanètes spectro-polarimétriques à haut contraste (SPHERE) du VLT pour suivre Beta Pictoris b de fin 2014 à fin 2016. À ce stade, Beta Pictoris b est passé si près du halo de son étoile. que l'équipe n'a pas pu résoudre l'un de l'autre. Mais près de deux ans plus tard (en septembre 2018), Beta Pictoris b a de nouveau émergé du halo et a été capturé par l'instrument SPHERE du VLT.
Compte tenu de sa taille et de son orbite large, Beta Pictoris b était un excellent candidat pour l'imagerie directe, pour laquelle l'instrument SPHERE a été spécialement conçu. Dans la plupart des cas, les planètes extra-solaires sont impossibles à imager directement à l'aide de télescopes actuels car la lumière de leurs étoiles obscurcit toute lumière réfléchie par leurs surfaces et leurs atmosphères. C'est particulièrement le cas des planètes rocheuses plus petites qui orbitent plus près de leurs étoiles.
La lumière réfléchie par l'atmosphère de Beta Pictoris b a permis à SPHERE de découvrir et de suivre son orbite, et de la repérer lorsqu'elle émergeait de son passage devant son étoile parente. Il est important de noter que cela ne constituait pas un transit, car la planète ne passe pas directement devant son étoile par rapport aux observateurs liés à la Terre. Pour cette raison, la planète n'a pas détecté à l'aide de la méthode de transit.
À 9 UA de son étoile (1,3 milliard de km; 800 millions de mi), Beta Pictoris b orbite autour de son étoile à une distance similaire aux orbites de Saturne de notre Soleil. Cela en fait l'exoplanète en orbite la plus étroite jamais imagée directement. Les images capturées par l'équipe ESO ont également permis une vidéo en accéléré montrant la planète encerclant son étoile entre 2014 et 2018 (voir ci-dessous).
La découverte de Beta Pictoris b et la façon plus récente dont il a été suivi ont été des réalisations remarquables. Ils sont également caractéristiques de la transition qui se déroule actuellement dans les études exoplanètes. Avec des milliers de planètes confirmées et disponibles pour l'étude, les scientifiques s'éloignent du processus de découverte et se tournent vers la caractérisation des exoplanètes (déterminer la composition de leurs atmosphères et si elles pourraient réellement soutenir la vie).
Dans les années à venir, de nombreuses autres exoplanètes devraient être découvertes en utilisant la méthode d'imagerie directe, grâce aux télescopes de nouvelle génération qui auront une résolution et une sensibilité supérieures. Il s'agit notamment de la Télescope spatial James Webb (JWST), le Télescope extrêmement grand (ELT) et le Télescope Magellan géant (MGT).
Et n'oubliez pas de regarder la vidéo en accéléré de Peta Pictoris b, gracieuseté de l'ESO:
