Cienciaes.com : Planètes géantes qui survivent à leurs étoiles mères. Nous avons discuté avec Ignacio Mendigutía et Jorge Lillo Box.

Lorsque la première planète extrasolaire a été découverte autour d’une étoile semblable à la nôtre en 1995, la surprise fut énorme. La planète, appelée 51 Pegasi b, était énorme, presque la moitié de la taille de Jupiter, mais elle tournait si près de l’étoile qu’il lui fallait un peu plus de quatre jours pour en faire le tour. Que fait une si grande planète dans un endroit si proche de l’étoile ? Comment puis-je y arriver? Pourquoi n’a-t-il pas été « avalé » par elle ?

Pour résoudre ce mystère, une équipe de chercheurs dirigée par nos invités, Ignacio Mendigutía et Jorge Lillo Box, chercheurs du Centre d’Astrobiologie (TAXI), a analysé les données de la mission TESS et Gaia, qui se concentre sur les étoiles de masse intermédiaire (entre 1,5 et 3 masses solaires) avec des planètes géantes de courte période. Ils ont comparé les orbites de ces planètes avec les positions estimées des disques internes de poussière et de gaz qui entourent les étoiles dans leurs premiers stades de formation.

Auparavant, on pensait que les planètes géantes migraient dans le système jusqu’à atteindre la région où la poussière est détruite par le rayonnement intense de l’étoile. Cependant, cette nouvelle étude propose une alternative : les planètes ne sont pas limitées par le disque de poussière, mais par le disque de gaz.

Cette théorie suggère que les planètes se forment dans des endroits plus éloignés de l’étoile et, en raison du frottement avec le nuage de poussière et de gaz qui l’entoure, elles perdent de l’énergie et, par conséquent, suivent une orbite en spirale vers l’étoile. Si de la poussière et du gaz étaient présents tout au long de son parcours, la planète serait engloutie par l’étoile. Cependant, comme cela se produit dans 51 Pegasi b et dans d’autres étoiles qui maintiennent leurs planètes géantes à proximité sur des orbites stables, ce n’est pas le cas.

Ce qui se passe, c’est que les régions proches de l’étoile se débarrassent progressivement de gaz et de poussières en raison du rayonnement de l’étoile et de l’action de son champ magnétique. Dans les étoiles de masse similaire au Soleil ou inférieure, il est difficile d’établir la frontière de la région propre de gaz ou de poussière, car les deux coïncident pratiquement ; En revanche, l’étude d’étoiles de masse plus élevée, comme celles observées dans l’étude, montre que la poussière disparaît plus loin de l’étoile, tandis que le gaz reste plus proche d’elle.

L’équipe a découvert que les orbites des « Jupiters chauds » autour des étoiles de masse intermédiaire sont systématiquement plus proches de leurs étoiles que ne le prédisent les modèles basés sur la destruction de la poussière. Au lieu de cela, ces orbites coïncident davantage avec les rayons auxquels le gaz disparaît. Ces découvertes confortent l’idée selon laquelle c’est le gaz qui empêche les planètes de migrer vers l’intérieur.

Ces résultats ont de profondes implications pour notre compréhension de la formation planétaire. Ils suggèrent que des « Jupiters chauds » pourraient se former par un processus combiné d’accrétion et de migration de matière, le rayon de troncature du gaz étant le facteur clé stoppant son voyage vers l’étoile.

L’étude récente, publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics, offre une nouvelle perspective sur la migration planétaire. Ces découvertes aident non seulement à résoudre certains des mystères concernant les « Jupiters chauds », mais ouvrent également de nouvelles voies de recherche sur la formation et l’évolution des planètes dans divers systèmes stellaires.

Nous vous invitons à écouter Ignacio Mendigutía et Jorge Lillo Box, chercheurs du Centre d’Astrobiologie (SCCI – ALORS QUE).

Les références:

Du gaz, pas de la poussière : migration de TESS/Gaia Jupiters chauds possiblement arrêtés par les magnétosphères des disques protoplanétaires I. Mendigutía , J. Lillo-Box et al.