Une planète jouait à cache-cache depuis onze ans dans les archives du télescope

Le hasard, d’abord

L’équipe ne cherchait aucune planète. Elle voulait réobserver Beta Pictoris b, la géante déjà connue du système, pour voir comment elle évolue. En examinant les images prises avec l’instrument ERIS du Very Large Telescope, un point s’est détaché, à côté. « Il y a autre chose là, tu l’as vu ? », raconte avoir dit Markus Bonse, astronome de l’ESO et co-responsable de l’étude.

La preuve était déjà là, dans le catalogue

Normalement, une détection ne devient une découverte qu’après de nouvelles observations, programmées, disputées, parfois obtenues des mois plus tard. Ce système-là avait été tellement étudié qu’une autre voie s’est ouverte : le catalogue des observations passées de l’ESO, ce que les astronomes appellent l’archive.

Ils y ont retrouvé Beta Pictoris d sur plusieurs images, jusqu’à onze ans en arrière, dont une où elle affleurait à peine dans l’éblouissement de sa voisine Beta Pictoris b. Le même exercice a fonctionné sur les données déjà engrangées par NIRCam, un instrument du télescope spatial James Webb. « À notre grande joie, elle est ressortie des observations SPHERE précédentes », rapporte Jayne Birkby, co-autrice et astronome à l’université d’Oxford. Il fallait savoir où regarder. Personne ne le savait avant.

Le poids, ensuite

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Voilà pourquoi elle se cachait si bien. Les deux planètes connues du système pèsent chacune une dizaine de fois la masse de Jupiter. La nouvelle venue en fait 2,4. Elle est aussi plus froide, et son orbite est bien plus large. Moins massive, moins chaude, donc infiniment plus discrète : elle compte parmi les exoplanètes les plus légères jamais photographiées depuis le sol.

Photographier une planète, ce n’est pas la voir passer

La plupart des exoplanètes ne sont jamais vues. Elles sont déduites, d’une baisse de lumière quand elles passent devant leur étoile, ou d’un minuscule balancement de cette étoile. D’autres ne se trahissent que par la signature de leurs vents violents. L’imagerie directe, elle, capte réellement la lumière de la planète, comme sur une photographie. Le procédé n’a rien d’évident : il faut distinguer une braise à côté d’un phare.

Beta Pictoris d est cent fois moins lumineuse que Beta Pictoris b. L’ESO parle, dans son communiqué du 15 juillet, de la planète la plus faible jamais photographiée depuis la Terre, et la formule va circuler. Elle mérite une précision que l’observatoire donne lui-même en note : ce record vaut en magnitude absolue, c’est-à-dire une fois corrigée la distance, donc au regard de sa seule taille et de sa température. En magnitude apparente, celle que verrait un observateur, la comparaison ne tient pas.

Le système se trouve à 63 années-lumière de nous. Il devient le deuxième, après HR 8799, où plus de deux planètes ont été photographiées directement. Cette troisième planète règle au passage une vieille énigme : elle a exactement la masse et la position qu’il fallait pour expliquer la forme du disque de débris qui entoure l’étoile, ces restes de la fabrication des planètes. Une équipe indépendante, menée par Aidan Gibbs à l’université de Californie, a publié la même détection le même jour, à partir des données du télescope Webb. Deux instruments, deux méthodes, un seul objet : c’est ce qui transforme une proposition en découverte.

Ce qui dort encore

« Les détections dans les données d’archives de SPHERE sont non seulement passionnantes en elles-mêmes, mais aussi parce qu’elles laissent penser qu’un certain nombre de trésors sont encore cachés dans les archives des instruments du VLT », avertit Valentin Christiaens, chercheur au CEA Paris-Saclay et co-auteur de l’étude. L’archive n’est plus un cimetière de fichiers. C’est un gisement.

Une archive est un instrument à part entière

Nous nous représentons la découverte astronomique comme une nuit de veille, un oeil collé à l’oculaire, un cri dans la coupole. L’histoire de Beta Pictoris d raconte l’inverse. Les données existaient, publiques, stockées, consultables. Ce qui manquait, c’était la raison de les rouvrir, et l’idée de ce qu’il fallait y chercher.

L’étude, co-pilotée par B. J. Sutlieff et M. J. Bonse, réunit plus de 90 auteurs, en Belgique, en France, en Allemagne, en Irlande, en Italie, aux Pays-Bas, en Suisse, au Royaume-Uni et au Chili. La France est l’un des 16 États membres qui financent l’ESO, et le pont français de cette découverte porte un nom et une adresse : le CEA Paris-Saclay. Ce sont donc, en partie, des observations payées par de l’argent public européen qui viennent de livrer un résultat dix ans après avoir été enregistrées.

Cela change la manière de compter ce que vaut un télescope. Le Very Large Telescope n’a pas seulement produit les nuits pour lesquelles il a été construit : il continue d’en produire, à retardement, sans rouvrir la coupole. Et l’Extremely Large Telescope, en construction au Chili, arrivera avec la même promesse, doublée de la capacité de débusquer des planètes encore plus légères, du genre de celles qui, selon les auteurs, se cachent probablement dans les systèmes que nous croyons connaître. D’autres programmes, comme le télescope Roman, misent au contraire sur le nombre. Deux façons de chercher, dont l’une consiste à mieux regarder ce que l’on a déjà.

Reste cette pensée un peu vertigineuse. Quelque part dans un serveur, sur une image que quelqu’un a déjà regardée, il y a peut-être un monde qui attend. Non pas d’être atteint, ni même observé de nouveau. Simplement d’être remarqué. Vous pouvez trouver rassurant, ou franchement inquiétant, que la science avance aussi comme cela : en relisant ce qu’elle avait déjà écrit.