Des astronomes espagnols découvrent un système stellaire rare avec six planètes synchronisées

Le satellite d’étude des exoplanètes en transit (TESS) de la NASA a observé en 2020 que l’étoile, appelée HD 110067, diminuait sa luminosité, suggérant l’existence de deux planètes en transit, des mondes qui passent « devant » sa surface (de notre point de vue). Deux ans plus tard, TESS observa à nouveau la même étoile, détectant de nouveaux transits. Cependant, il était difficile de distinguer combien de planètes elles représentaient réellement.

C’est alors que l’Espagnol Rafael Luque, de l’Université de Chicago, et ses collègues s’intéressent au système et décident d’utiliser le satellite. Khéops de l’Agence spatiale européenne (ESA), dédiée à l’étude des étoiles proches des exoplanètes, pour jeter un nouveau regard. Ce qu’ils ont découvert était un groupe de six planètes parfaitement synchronisées d’une manière particulière. La planète la plus proche de l’étoile effectue trois orbites pour deux de la planète suivante, ce que l’on appelle la résonance 3/2, un modèle qui se répète parmi les quatre planètes les plus proches. Dans le cas des plus lointaines, c’est quatre orbites pour trois de la planète suivante, soit une résonance de 4/3.

Ne se produit pas dans le système solaire

« Ce type de synchronisation n’est pas courant du tout. Notre système solaire n’est pas en résonance – seules trois lunes de Jupiter le sont – et la plupart des systèmes exoplanétaires que nous avons détectés jusqu’à présent ne le sont pas non plus : seulement un pour cent montrent une paire de planètes en résonance et comme celles-ci, avec « Tant de mondes , il n’y en a qu’une poignée », explique Luque à ce journal.

Lorsque des planètes se forment dans un système, elles sont généralement placées sur ce type d’orbites résonantes qui sont très stables, mais ce n’est qu’une question de temps avant qu’un certain type d’instabilité ne se produise dans le système, comme une planète très massive – le cas de Jupiter. – qui affecte les orbites des autres mondes proches, ou l’impact d’une grosse météorite… Cela produit une réaction en chaîne qui provoque la déstabilisation de la quasi-totalité du système et même l’éjection de certains mondes. Mais rien de tout cela ne s’est produit autour de HD 110067.

«Depuis des milliards d’années depuis sa formation, aucun mécanisme chaotique ne s’est produit ici. Nous pouvons retracer avec une perfection mathématique quelle était l’orbite au moment de la formation des planètes. C’est quelque chose de très particulier », dit Luque. “Nous n’en connaissons pas la raison”, admet-il. “Nous ne pensons pas que cette étoile soit spéciale, mais nous le découvrirons grâce à de nouvelles observations dans le futur.”

Une année de neuf jours

Ces planètes sont très proches de leur étoile, qui peut avoir entre 4 000 et 12 000 millions d’années et est un peu plus petite que le Soleil : la plus proche ne met que neuf jours pour orbiter autour d’elle et la plus éloignée en met environ 50. type, cela signifie qu’ils sont deux à trois fois plus grands que la Terre (et plus petits que Neptune). On ne sait pas grand-chose de leur composition, car ils n’existent pas dans le système solaire et il n’existe aucun analogue avec lequel comparer. “Ils pourraient être rocheux et avec de grandes atmosphères, une version miniature de Jupiter, ou être des mondes aquatiques, comme une grosse comète, une sorte d’énorme boule de neige sale”, explique le chercheur. De futures observations avec le télescope spatial James Webb, le plus grand et le plus puissant jamais construit et capable de caractériser l’atmosphère des exoplanètes, pourraient le révéler.

Est-il possible qu’ils soient habitables ? « Les Sub-Neptunes sont plus grandes que la Terre et ont de grandes atmosphères. L’atmosphère peut servir à chauffer, comme sur Terre ou Vénus, ou à refroidir. Si leurs nuages ​​réfléchissent beaucoup de lumière, ces mondes seront plus froids… Dans ce cas, la température à l’intérieur de la planète pourrait être adaptée à l’existence d’eau liquide. C’est quelque chose que nous ne pouvons pas exclure”, dit-il. Encore une fois, James Webb pourrait aider à le comprendre dans les années à venir. Les futurs télescopes Ariel et Plato de l’ESA pourraient également apporter de nouvelles découvertes.

«Ce système est une très bonne opportunité. Il rassemble un certain nombre de fonctionnalités uniques. Nous pouvons apprendre beaucoup de lui. Cela nous réservera de nombreuses surprises et beaucoup de choses sur lesquelles travailler”, déclare Luque, qui estime qu’il est “très improbable” qu’un tel système soit à nouveau découvert à l’avenir.

La recherche a également utilisé les observations de Carmenes, l’instrument de recherche d’exoplanètes de l’Observatoire Calar Alto co-développé par l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie (IAA-CSIC), qui ont été utilisées pour déterminer la masse de trois des planètes du système et Set des limites strictes pour les autres. En outre, l’Institut des sciences spatiales (ICE-CSIC), l’Institut d’études spatiales de Catalogne (IEEC) et l’Institut des sciences du cosmos de l’Université de Barcelone (ICCUB) ont collaboré à l’étude.