Que s'est-il passé pendant les premières centaines de millions d'années d'existence de notre Système planétaire? Telle est l'une des questions les plus anciennes à laquelle les astronomes tentent de répondre. Ils en ont maintenant les moyens.

Visible à l'oeil nu dans l'hémisphère sud, Bêta Pictoris n'est plus une étoile banale depuis que l'on a découvert, il y a presque 20 ans, qu'elle était entourée d'un disque circumstellaire de poussières et de gaz. Il s'agit d'un système planétaire jeune, âgé de quelques dizaines de millions d'années, qui illustre les phases terminales de la formation des planètes. L'environnement de Bêta Pictoris est le théâtre d'une grande activité dont l'étude permet de reconstituer ce qui s'est produit dans notre propre Système solaire. Autour de Bêta Pictoris, de nombreuses collisions ont lieu entre les planétésimaux, petits corps de tailles kilométriques qui sont des résidus de la formation des planètes. Ce "bombardement météoritique" généralisé est semblable à celui qui s'est prolongé pendant plusieurs centaines de millions d'années dans le Système solaire, et dont on peut voir - quatre milliards d'années plus tard - la trace des cratères sur la Lune ou Mercure.

Une équipe de chercheurs de l'Institut d'Astrophysique de Paris (CNRS), du Laboratoire d'Astronomie Spatiale de Marseille et de l'Université Johns Hopkins à Baltimore (USA) vient de montrer que le disque de Bêta Pictoris ne contenait pas d'hydrogène moléculaire (H2). C'est une découverte tout à fait surprenante car cette même équipe avait déjà détecté avec le Télescope Spatial Hubble la présence de molécules de monoxyde de carbone (CO). Ce que l'on observe dans le disque de Bêta Pictoris est ainsi à l'opposé de ce que l'on voit dans les nuages de gaz de notre Galaxie, la Voie Lactée, où il n'y a du CO que lorsque l'hydrogène moléculaire est présent.

Cette apparente contradiction s'explique par la présence de millions de comètes autour de Bêta Pictoris. On sait que les comètes du Système solaire libèrent les gaz congelés en leur sein lorsqu'elles s'approchent du Soleil. Mais l'hydrogène moléculaire ne pouvant être piégé sous forme de glaces comme le CO, cette évaporation de comètes alimente le disque de Bêta Pictoris en CO sans y ajouter d'hydrogène moléculaire.

C'est grâce au satellite observatoire FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) que l'équipe d'astronomes a ainsi pu apporter la confirmation éclatante de leur hypothèse vieille de près de quinze ans : l'existence de comètes autour de Bêta Pictoris. Lancé le 24 juin 1999 de Cap Canaveral, FUSE a été conçu et réalisé par une collaboration entre la NASA, l'Agence Spatiale Canadienne (ASC) et le Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) ; il est piloté par l'Université Johns Hopkins de Baltimore (USA). C'est un satellite dédié à la spectroscopie haute résolution dans le domaine ultraviolet, entre 90 et 120 nanomètres de longueur d'onde. Les observations effectuées dans l'ultraviolet, inaccessible depuis le sol, permettent d'observer des signatures uniques de la molécule d'hydrogène. Cette molécule constituée de deux atomes d'hydrogène est la molécule la plus abondante, car l'hydrogène représente plus de 90% des atomes de l'Univers.

Il est désormais certain que les molécules de CO présentes autour de Bêta Pictoris sont produites par des comètes, les quantités mesurées étant équivalentes à plusieurs millions de comètes comme Hale-Bopp.

Cette découverte éclaire d'un jour nouveau les derniers stades de la formation planétaire. Alors qu'il y a peu de temps encore, on pensait que les systèmes planétaires étaient rapidement figés après leur formation, il apparaît désormais qu'ils sont en réalité extrêmement actifs pendant les premières centaines de millions d'années de leur existence. Le nettoyage des planétésimaux résiduels --sous la forme de collisions entre astéroïdes, de bombardement des planètes par des planétésimaux ou d'évaporation de myriades de comètes comme on l'observe aujourd'hui autour de Bêta Pictoris-- prend du temps et laisse des traces.