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Exocomète

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Comètes et planètes en formation autour Beta Pictoris, une très jeune étoile blanche de la séquence principale (Vue d'artiste de la NASA).
Vision d'artiste du système d'exocomètes de Beta Pictoris.

Une exocomète ou comète extrasolaire est une comète en orbite autour d'une étoile et située en dehors de notre Système solaire.

En 2019, on compte un total de treize étoiles autour desquelles la présence d'exocomètes a été observée ou suspectée, soit par spectroscopie [1],[2],[3],[4], soit par photométrie[5],[6],[7].

Historique

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Le premier système d'exocomètes fut détecté autour de Beta Pictoris, une très jeune étoile de type A V. Sa découverte a été annoncée en [8],[9].

Méthode de détection

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Par spectroscopie

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Article détaillé : Spectroscopie.

Les exocomètes sont détectées par spectroscopie lorsqu'elles passent devant leur étoile. En effet, les transits des exocomètes, à l'instar des transits d'exoplanètes, produisent des variations dans la lumière reçue de l'étoile. Les variations sont observées dans les raies d'absorption du spectre stellaire : l'occultation de l'étoile par le nuage de gaz émanant d'une exocomète produit une absorption supplémentaire dans des raies caractéristiques comme celles du calcium ionisé. Ce gaz est issu de l'évaporation des volatils et des poussières éjectés du noyau cométaire qui est chauffé lorsque celui-ci est à proximité de l'étoile.

Toutes les exocomètes détectées par spectroscopie, l'ont été autour de onze très jeunes étoiles de type A.— Beta Pictoris, HR10[1], 51 Ophiuchi (en), HR 2174[2], 49 Ceti[10], 5 Vulpeculae (en), 2 Andromedae, HD 21620, HD 42111 (it), HD 110411[3],[11] et, plus récemment, HD 172555[4] —

Par photométrie

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Article détaillé : Photométrie (astronomie).

Plus récemment des exocomètes ont été détectées par photométrie de haute précision avec les observatoire spatiaux Kepler et TESS[5],[6],[7]. Dans ce cas, les variations dans la lumière reçue de l'étoile sont produites par le passage devant l'étoile de la queue de poussières qui s'échappent du noyau cométaire. Ainsi un chapelet de comètes pourrait expliquer les variations de luminosité de l'étoile KIC 8462852 [5]. Six transits d'exocomètes ont été détectés devant l'étoile de type F2V nommée KIC 3542116[6]. Enfin, l'observatoire TESS a permis la détection en 2018 du passage de 3 exocomètes devant l'étoile Beta Pictoris[7]. Ces dernières observations ont montré que la courbe de lumière d'une étoile devant laquelle passe une exocomète a une forme triangulaire arrondie, correspondant exactement aux prédictions réalisées 20 ans auparavant à l'aide de simulations numériques[12],[13].

Observations

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Les observations des comètes, et en particulier des exocomètes, fournissent des éléments importants pour la compréhension de la formation des planètes. En effet, dans le modèle standard de formation des planètes par accrétion, les planètes sont le produit de l'agglomération de planétésimaux, eux-mêmes issus de la coalescence des poussières du disque protoplanétaire qui entourait l'étoile peu après sa formation. Ainsi, les comètes sont les résidus des planétésimaux riches en volatils qui sont restés dans le système planétaire sans être incorporés dans les planètes ; elles sont considérées comme les témoins fossilisés des conditions physico-chimiques qui régnaient à l'époque la formation des planètes.

La première étude statistique d'un système d'exocomètes — celui de Beta Pictoris — a été publiée en [14]. Elle a mis en évidence l'existence de deux familles de comètes : la première est composée de comètes en résonance orbitale de moyen mouvement avec une planète massive du système planétaire de Beta Pictoris ; la seconde, de comètes issues de la fragmentation récente d'un ou plusieurs objets.

Notes et références

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  1. ↑ a et b (en) Lagrange-Henri, A. M., Beust, H., Ferlet, R., Vidal-Madjar, A., and Hobbs, L. M., « HR 10 - A new Beta Pictoris-like star? », Astronomy and Astrophysics, vol. 227,‎ , L13-L16 (Bibcode 1990A&A...227L..13L)
  2. ↑ a et b (en) Alain Lecavelier des Étangs et al., « HST-GHRS observations of candidate β Pictoris-like circumstellar gaseous disks », Astronomy and Astrophysics, vol. 325,‎ , p. 228-236 (Bibcode 1997A&A...325..228L, lire en ligne [PDF], consulté le )
    Les coauteurs de l'article sont, outre Alain Lecavelier des Étangs, M. Deleuil, Alfred Vidal-Madjar, Anne-Marie Lagrange-Henri, D. Backman, J. J. Lissauer, Roger Ferlet, Hervé Beust et David Mouillet.
    L'article a été reçu le 28 août 1996 et accepté le 20 mars 1997.
  3. ↑ a et b (en) Barry Y. Welsh et Sharon Montgomery, « Circumstellar Gas-Disk Variability Around A-Type Stars: The Detection of Exocomets? », Publications of the Astronomical Society of the Pacific, vol. 125, no 929,‎ , p. 759-774 (DOI 10.1086/671757, JSTOR 10.1086/671757, Bibcode 2013PASP..125..759W, lire en ligne [PDF], consulté le )
    L'article a été reçu le 22 avril 2013, accepté le 3 juin suivant et publié le 18 juin suivant.
  4. ↑ a et b (en) Flavien Kiefer et al., « Exocomets in the circumstellar gas disk of HD 172555 », Astronomy and Astrophysics, vol. 561,‎ , p. L10 (DOI 10.1051/0004-6361/201323128, Bibcode 2014A&A...561L..10K, arXiv 1401.1365, lire en ligne [PDF], consulté le )
    Les coauteurs de l'article sont, outre Flavien Kiefer, Alain Lecavelier des Étangs, Jean-Charles Augereau, Alfred Vidal-Madjar, Anne-Marie Lagrange et Hervé Beust.
    L'article a été reçu le 25 novembre 2013, accepté le 30 décembre suivant et mis en ligne le 21 janvier 2014.
  5. ↑ a b et c (en) F. Kiefer, A. Lecavelier des Étangs, A. Vidal-Madjar et G. Hébrard, « Detection of a repeated transit signature in the light curve of the enigma star KIC 8462852: A possible 928-day period », Astronomy & Astrophysics, vol. 608,‎ , A132 (ISSN 0004-6361 et 1432-0746, DOI 10.1051/0004-6361/201731306, lire en ligne, consulté le )
  6. ↑ a b et c (en) S. Rappaport, A. Vanderburg, T. Jacobs et D. LaCourse, « Likely transiting exocomets detected by Kepler », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 474, no 2,‎ , p. 1453–1468 (ISSN 0035-8711 et 1365-2966, PMID 29755143, PMCID PMC5943639, DOI 10.1093/mnras/stx2735, lire en ligne, consulté le )
  7. ↑ a b et c (en) S. Zieba, K. Zwintz, M. A. Kenworthy et G. M. Kennedy, « Transiting exocomets detected in broadband light by TESS in the β Pictoris system », Astronomy & Astrophysics, vol. 625,‎ , p. L13 (ISSN 0004-6361 et 1432-0746, DOI 10.1051/0004-6361/201935552, lire en ligne, consulté le )
  8. ↑ (en) Roger Ferlet et al., « The Beta Pictoris circumstellar disk. V – Time variations of the CA II-K line », Astronomy and Astrophysics, vol. 185,‎ , p. 267-270 (Bibcode 1987A&A...185..267F, lire en ligne [PDF], consulté le )
    Les coauteurs de l'article sont, outre Roger Ferlet, Alfred Vidal-Madjar et Lewis M. Hobbs.
    L'article a été reçu le 29 mai 1986 et accepté le 13 mars 1987.
  9. ↑ (en) Hervé Beust et al., « The Beta Pictoris circumstellar disk. X – Numerical simulations of infalling evaporating bodies », Astronomy and Astrophysics, vol. 236, no 1,‎ , p. 202-216 (Bibcode 1990A&A...236..202B, lire en ligne [PDF], consulté le )
    Les coauteurs de l'article sont, outre Hervé Beust, Alfred Vidal-Madjar, Roger Ferlet et Anne-Marie Lagrange-Henri.
    L'article a été reçu le 23 novembre 1989 et accepté le 13 février 1990.
  10. ↑ (en) Benjamin Zuckerman et Inseok Song, « A 40 Myr old gaseous circumstellar disk at 49 Ceti: Massive CO-rich comet clouds at young A-type stars », The Astrophysical Journal, vol. 758, no 2,‎ , id. 77 (DOI 10.1088/0004-637X/758/2/77, Bibcode 2012ApJ...758...77Z, arXiv 1207.1747)
  11. ↑ Staff, « 'Exocomets' Common Across Milky Way Galaxy », Space.com, (consulté le )
  12. ↑ (en) A. Lecavelier des Etangs, « A library of stellar light variations due to extra-solar comets », Astronomy and Astrophysics Supplement Series, vol. 140, no 1,‎ , p. 15–20 (ISSN 0365-0138 et 1286-4846, DOI 10.1051/aas:1999114, lire en ligne, consulté le )
  13. ↑ (en) Alain Lecavelier des Étangs et al., « Photometric stellar variation due to extra-solar comets », Astronomy & Astrophysics, vol. 343,‎ , p. 916
  14. ↑ (en) Flavien Kiefer et al., « Two families of exocomets in the β Pictoris system », Nature, vol. 514, no 7523,‎ , p. 462-464 (DOI 10.1038/nature13849)
    Les coauteurs de l'article sont, outre Flavien Kiefer, Alain Lecavelier des Étangs, J. Boissier, Alfred Vidal-Madjar, Hervé Beust, Anne-Marie Lagrange, G. Hébrard et R. Ferlet.
    L'article a été reçu le 10 mars 2014, accepté le 8 septembre suivant et mis en ligne le 22 octobre suivant.

Voir aussi

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Articles connexes

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Liens externes

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