Grâce au développement d’un cadre conçu pour déterminer les différences et les similitudes entre les planètes des mêmes systèmes, les chercheurs ont découvert qu’il existe quatre architectures de systèmes planétaires.
Notre système solaire semble être en ordre, avec les petites planètes rocheuses Vénus, la Terre et Mars en orbite près du Soleil. D’autre part, les grandes géantes de gaz et de glace, telles que Jupiter, Saturne et Neptune, se déplacent sur de larges orbites autour de notre étoile. Des chercheurs des universités de Berne et de Genève et du Pôle de recherche national (NCCR) PlanetS ont révélé qu’à cet égard, notre système planétaire pourrait être tout à fait unique.
Les résultats ont été publiés dans la revue Astronomie & Astrophysique.
Un cadre pour comprendre comment les planètes des mêmes systèmes varient
“Il y a plus de dix ans, les astronomes ont remarqué, sur la base d’observations avec le télescope Kepler alors révolutionnaire, que les planètes d’autres systèmes ressemblent généralement à leurs voisines respectives en taille et en masse – comme des pois dans une cosse”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Lokesh Mishra, chercheur. à l’Université de Berne et à Genève, ainsi qu’au PRN PlanetS.
Cependant, il a longtemps été difficile de savoir si cette découverte était simplement due aux limites des méthodes d’observation.
“Il n’a pas été possible de déterminer si les planètes d’un système individuel étaient suffisamment similaires pour tomber dans la classe des systèmes” pois dans une cosse “, ou si elles étaient plutôt différentes – tout comme dans notre système solaire”, a déclaré Mishra.
Pour cette raison, Mishra a développé un cadre pour identifier les différences et les similitudes entre les planètes des mêmes systèmes. Grâce au développement du cadre, il a découvert qu’il existe quatre architectures de systèmes planétaires.
Quelles sont les quatre architectures du système planétaire ?
“Nous appelons ces quatre classes ‘similaires’, ‘ordonnées’, ‘anti-ordonnées’ et ‘mixtes'”, a déclaré Mishra.
Un système planétaire qui a des planètes voisines comparables les unes aux autres a une architecture similaire. Un système planétaire ordonné, comme notre système solaire, est un système où la masse des planètes augmente avec la distance à l’étoile.
Alternativement, si la masse des planètes diminue avec la distance à l’étoile, l’architecture du système est considérée comme anti-ordonnée. Une structure mixte se produit lorsque les masses planétaires d’un système varient considérablement d’une planète à l’autre.
© Nevio Heimberg, Université de Berne
“Ce cadre peut également être appliqué à toute autre mesure, telle que le rayon, la densité ou les fractions d’eau”, a déclaré le co-auteur de l’étude Yann Alibert, professeur de sciences planétaires à l’Université de Berne et au NCCR PlanetS. “Maintenant, pour la première fois, nous avons un outil pour étudier les systèmes planétaires dans leur ensemble et les comparer avec d’autres systèmes.”
Les découvertes soulèvent des questions, telles que « quelle structure planétaire est la plus courante ? » et ‘quels facteurs contrôlent l’émergence d’un type d’architecture ?’ Ceux-ci peuvent être répondus par les résultats des chercheurs.
Les résultats de l’étude révèlent la rareté de notre système solaire
« Nos résultats montrent que les systèmes planétaires “similaires” sont le type d’architecture le plus courant. Environ huit systèmes planétaires sur dix autour d’étoiles visibles dans le ciel nocturne ont une architecture “similaire” », explique Mishra. “Cela explique également pourquoi des preuves de cette architecture ont été trouvées au cours des premiers mois de la mission Kepler.”
L’équipe a été surprise que l’architecture “ordonnée”, qui inclut notre système solaire, semble être le système planétaire le plus rare. Il y a des indications que la masse du gaz, le disque de poussière d’où émergent les planètes et l’abondance d’éléments lourds dans l’étoile jouent tous un rôle dans la formation d’un système planétaire ordonné.
« À partir de disques plutôt petits et de faible masse et d’étoiles contenant peu d’éléments lourds, des systèmes planétaires “similaires” émergent. De grands disques massifs avec de nombreux éléments lourds dans l’étoile donnent naissance à des systèmes plus ordonnés et anti-ordonnés. Des systèmes mixtes émergent de disques de taille moyenne. Les interactions dynamiques entre les planètes – telles que les collisions ou les éjections – influencent l’architecture finale », a expliqué Mishra.
« Un aspect remarquable de ces résultats est qu’ils relient les conditions initiales de la formation planétaire et stellaire à une propriété mesurable : l’architecture du système. Des milliards d’années d’évolution se situent entre eux. Pour la première fois, nous avons réussi à combler cet énorme fossé temporel et à faire des prédictions vérifiables. Ce sera excitant de voir s’ils tiendront le coup », a conclu Alibert.
