- Elias 2-24 b, géante gazeuse de moins d’un million d’années, est la plus jeune planète connue.
- Elle tourne autour d’une jeune étoile située à environ 450 années-lumière de la Terre.
- Sa formation si rapide, si loin de son étoile, bouscule les modèles des astronomes.
Notre Terre a environ 4,5 milliards d’années. La planète que viennent de confirmer les astronomes en a moins d’un million. Baptisée Elias 2-24 b, elle devient la plus jeune planète jamais observée, et elle n’a même pas fini de se former.
La découverte a été annoncée par la NASA le 16 septembre et publiée dans la revue The Astrophysical Journal Letters. Elle fait déjà parler d’elle chez les spécialistes, et pas seulement pour son âge. Cette géante gazeuse est déjà plus massive que Jupiter, alors que les théories actuelles jugeaient une telle croissance impossible en si peu de temps.
Un bébé planète de moins d’un million d’années
Elias 2-24 b tourne autour d’une étoile très jeune, elle aussi. Celle-ci se trouve à environ 450 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Serpentaire, une région du ciel où naissent encore de nombreuses étoiles. Autour d’elle s’étend un vaste disque de gaz et de poussière. C’est là que la planète est en train de grandir.
Une géante gazeuse encore en croissance
Les astronomes estiment sa masse entre 1,9 et 4 fois celle de Jupiter, la plus grosse planète de notre système solaire. Elle n’a pourtant pas atteint sa taille définitive. Elle continue d’attirer à elle le gaz et la poussière qui l’entourent, comme un enfant qui grandit à vue d’œil. Les chercheurs observent ainsi une étape de la naissance d’une planète qu’on voit très rarement en direct.
Un âge à l’échelle humaine
Un million d’années paraît énorme. À l’échelle du cosmos, c’est un battement de cils. Si l’on comparait la Terre à un adulte de 45 ans, Elias 2-24 b serait un nourrisson de trois jours et demi. Son âge maximal est fixé par celui des étoiles les plus jeunes de sa région, qui ont elles-mêmes moins d’un million d’ans. L’écart est encore plus vertigineux avec la doyenne des planètes connues : âgée de plus de 12 milliards d’années, elle est des milliers de fois plus vieille que ce nouveau-né.
Dix ans d’enquête pour confirmer la découverte
Une planète aussi jeune ne se laisse pas observer facilement. Elle reste noyée dans le disque de matière qui l’a vue naître, et son étoile l’éblouit. Il a fallu près d’une décennie et plusieurs grands télescopes pour en apporter la preuve. L’enquête a commencé par un indice dans la poussière.
Un sillon dans le disque de poussière
En 2017, le réseau de radiotélescopes ALMA, installé dans le désert d’Atacama au Chili, cartographie la matière qui entoure l’étoile Elias 2-24. Les images révèlent une série d’anneaux et, entre eux, un sillon presque vide. Pour les astronomes, cette lacune ressemble à la trace d’un corps massif qui aspire la matière sur son passage, comme un chasse-neige dans une allée.
La preuve par le mouvement
Un sillon ne suffit pas à prouver la présence d’une planète. L’équipe s’est alors plongée dans les archives de l’observatoire Keck, à Hawaï, accumulées sur une dizaine d’années. Elle y a repéré un point lumineux qui se déplace lentement autour de l’étoile, à l’endroit exact du sillon. Ce mouvement régulier sur son orbite a apporté la preuve qu’il s’agit bien d’une planète en formation.
Pourquoi cette planète bouscule-t-elle les théories ?
Jusqu’ici, les astronomes pensaient bien connaître la recette d’une planète géante. Elias 2-24 b ne la suit pas. Elle est à la fois bien grosse pour son âge et très éloignée de son étoile. Pour l’astrophysicien Lucas Cieza, coauteur de l’étude, elle montre que les meilleurs modèles oublient encore des mécanismes importants.
Trop grosse, trop vite
Selon le scénario le plus répandu, une géante gazeuse commence par un noyau de roche et de glace, formé grain après grain. Ce cœur solide grossit, puis capture une épaisse enveloppe de gaz. Le processus demande en général plusieurs millions d’années, autour de cinq selon les modèles courants. Elias 2-24 b a fait au moins aussi bien en moins d’un million. Le problème n’est pas tout à fait nouveau : les précédents records de jeunesse posaient déjà des difficultés aux modèles. Mais avec cette planète, l’écart devient impossible à ignorer.
Trop loin de son étoile
La planète tourne à environ 55 fois la distance qui sépare la Terre du Soleil, bien plus loin que Jupiter et même au-delà de Neptune. À cette distance, la matière est rare et tout devrait aller encore plus lentement. D’où une autre hypothèse : une partie du disque aurait pu s’effondrer d’un bloc sous son propre poids, et donner naissance directement à une planète géante. Ce mécanisme, appelé instabilité gravitationnelle, pourrait jouer un rôle plus important qu’on ne le pensait.
Ce que la découverte nous apprend sur notre système solaire
Observer une planète en train de naître, c’est un peu remonter le temps. Notre propre système solaire est passé par cette étape il y a 4,5 milliards d’années. Personne n’était là pour la voir. Elias 2-24 b offre un aperçu de ce qui a pu se passer autour du jeune Soleil.
Un aperçu de nos origines
Jupiter s’est formée très tôt dans l’histoire du système solaire, et sa masse a influencé la place de toutes les autres planètes, y compris la Terre. Savoir comment naissent les géantes gazeuses éclaire la forme de notre propre système. Chaque bébé planète observé ailleurs est une pièce de plus dans le puzzle de nos propres origines.
D’autres bébés planètes à venir
Les astronomes espèrent désormais trouver d’autres planètes aussi jeunes. Le télescope spatial James Webb et le futur observatoire Roman de la NASA, conçu pour repérer des milliers d’exoplanètes, devraient les y aider. Elias 2-24 b ne restera peut-être pas longtemps la plus jeune planète connue. Mais elle aura été la première à montrer qu’une géante peut naître bien plus vite qu’on ne l’imaginait.