Autour de PDS 70, tout n’est pas encore en place. Cette étoile n’a que 5,4 millions d’années et baigne toujours dans son disque de gaz et de poussières.
Deux planètes géantes, PDS 70 b et PDS 70 c, y ont déjà été repérées. Elles tournent dans une vaste zone appauvrie en matière, entre le disque interne et le disque externe.
Vues large et rapprochée du disque entourant PDS 70 c, observé avec ALMA.
Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.
C’est dans ce décor, encore jeune, qu’en 2023, James Webb a détecté de la vapeur d’eau chauffée à environ 600 K, tout près de l’étoile. Elle se trouve dans le disque interne, près des régions où des planètes rocheuses pourraient se former.
D’où vient cette eau ? Plusieurs scénarios restent possibles. Elle peut s’être formée sur place, ou avoir voyagé avec de minuscules poussières glacées depuis des régions plus froides.
Une étude publiée dans Nature Communications ajoute une autre piste. Des exocomètes pourraient elles aussi transporter de la matière volatile vers l’intérieur du système.
Les chercheurs ont repris 52 spectres de PDS 70 enregistrés avec HARPS entre 2018 et 2020. Dans les données de 2018, certaines raies du sodium apparaissent, disparaissent et changent rapidement de vitesse.
Ce comportement n’évoque pas un nuage de gaz uniformément réparti. Il ressemble davantage aux signatures déjà associées à des exocomètes autour d’autres étoiles, notamment Beta Pictoris.
L’idée est assez simple. Lorsqu’un petit corps passe très près de son étoile, la chaleur peut vaporiser une partie de sa matière. Le sodium ainsi libéré absorbe certaines longueurs d’onde de la lumière stellaire, laissant une trace dans le spectre.
Les astronomes ne voient donc pas directement les exocomètes. Ils suivent plutôt le gaz qu’elles pourraient libérer sur leur passage. Cette nuance est importante, car d’autres phénomènes liés au disque peuvent aussi produire du gaz.
Les auteurs ont notamment testé l’hypothèse de vents issus du disque. Elle rend moins bien compte des variations rapides observées en 2018. Puis, en 2026, UVES a de nouveau détecté des raies variables de sodium.
Certaines étaient décalées vers le rouge, alors que celles de 2018 étaient surtout bleues. Cette diversité apporte un argument supplémentaire au scénario des exocomètes.
Reste un problème : comment de petits corps formés loin de l’étoile peuvent-ils arriver aussi près ? Les simulations fournissent une réponse possible. La gravité des deux planètes géantes peut fortement perturber les planétésimaux du disque externe.
Certains sont alors projetés vers l’intérieur sur des orbites très allongées. Le processus peut se produire en quelques millions d’années, soit pendant la jeunesse même du système.
C’est ici que le lien avec l’eau devient intéressant. Ces petits corps peuvent contenir de la glace et d’autres composés volatils. En s’approchant de l’étoile, ils pourraient en libérer une partie dans les régions internes.
Le sodium détecté ne démontre toutefois pas que ces objets ont apporté l’eau observée par James Webb. Il montre surtout qu’un transport de matière par petits corps est compatible avec les observations et la dynamique du système.
Si cette interprétation se confirme, PDS 70 deviendrait le plus jeune système connu présentant une activité exocométaire. Des suivis plus longs pourraient mesurer l’accélération de ces signatures et mieux contraindre les orbites. La recherche de queues poussiéreuses apporterait, elle, un indice beaucoup plus direct.