A-t-on détecté une collision planétaire autour d’une étoile lointaine ?

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Le télescope spatial Gaia tient peut-être sa première observation de collision planétaire. En orbite depuis 2013, ce satellite cartographie avec une précision inédite la position et la luminosité de près de deux milliards d’étoiles. Mais ses observations amènent parfois à découvrir des événements exceptionnels. Lors d’une alerte photométrique, Andy Tzanidakis, de l’université de Washington, et ses collègues ont repéré un comportement atypique chez une étoile de type F semblable à notre Soleil dans sa jeunesse et dont on ignore si elle est accompagnée de planètes. Dès 2016, la luminosité de l’étoile Gaia20ehk chute de manière répétée, avec des diminutions inhabituelles atteignant 25 % en 2021.

« On pensait au départ à une variabilité classique, mais très vite, quelque chose ne collait pas », explique le chercheur. Pour comprendre, les astrophysiciens ont croisé ces données avec celles de deux autres observatoires spatiaux, WISE et SPHEREx. Elles révèlent une prédominance de rayonnement infrarouge, et donc de chaleur, qui augmente quand la luminosité baisse. Comme si de la poussière chauffée était présente autour de l’étoile. L’analyse détaillée montre qu’avant l’apparition de ce signal thermique, des occultations quasi périodiques, espacées d’environ 380 jours, étaient déjà présentes. « On voit d’abord des structures passer devant l’étoile, puis soudain, une énorme quantité de poussière est injectée dans le système », poursuit Andy Tzanidakis. Ce nuage se situerait à environ 1,1 unité astronomique (soit un peu plus que la distance Terre-Soleil), dans une région où l’on s’attend donc à trouver des planètes rocheuses analogues à la Terre. Sa température, proche de 900 K, et sa masse minimale, autour de 10²⁰ kilogrammes (dix mille fois moins que celle de la Terre), amènent l’équipe à suggérer qu’il est né d’un événement violent : la collision de deux planétésimaux massifs. Un scénario qui rappelle celui de la création de la Lune, à la suite de la collision entre la Terre et un corps de la taille de Mars, nommé Théia.

Ce n’est pas la première fois que les astrophysiciens relèvent des indices d’une telle collision. D’autres sont suspectées ailleurs, comme Asassn-21qj et son flash infrarouge observé en 2023. Reste que cette interprétation n’est pas la seule possible. Les chercheurs examinent plusieurs scénarios alternatifs. Une désintégration cométaire pourrait produire également un nuage de poussière, « mais elle ne rend pas compte des vitesses observées ni de la stabilité orbitale du signal », estiment les astrophysiciens. Un disque protoplanétaire actif ? L’absence de signatures spectroscopiques d’accrétion, notamment liées à l’hydrogène, va à l’encontre de cette hypothèse. Quant à une perturbation gravitationnelle par une planète invisible, elle ne suffit pas à expliquer l’ampleur de l’excès infrarouge. « Aucune de ces hypothèses ne reproduit l’ensemble des observations », tranche Andy Tzanidakis. Le scénario collisionnel reste donc le plus cohérent.

La suite dépendra des observations complémentaires. Le télescope spatial JWST pourrait analyser la composition des poussières et suivre leur refroidissement, tandis que l’observatoire au sol Vera C. Rubin permettra de détecter d’autres événements similaires à grande échelle. « Si ce que nous voyons est bien une collision planétaire, alors ce type de phénomène pourrait être beaucoup plus fréquent qu’on ne le pensait… »

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