Vidéo : 2 très jeunes exoplanètes découvertes : un bébé… et un nourrisson !

Vidéo : 2 très jeunes exoplanètes découvertes : un bébé… et un nourrisson !
Vue d'artiste de la planète K2-33b tout proche de sa jeune étoile. NASA/JPL-Caltech

K2-33b et V830 Tau b sont deux géantes gazeuses toutes proches de leurs étoiles. Très jeunes, elles existent depuis à peine quelques millions d’années.

KEPLER. Encore une fois, une nouvelle exoplanète, baptisée K2-33b, a été dénichée par le télescope Kepler qui compte désormais 2326 trophées confirmés à son actif. Cette dernière est toutefois très particulière : c’est un « bébé » planétaire, âgé de cinq à dix millions d’années.

Pour comparaison, la Terre a plus de 4,5 milliards de printemps. L’exoplanète K2-33b a été identifiée par une équipe du CalTech grâce aux données de Kepler complétées par celles du télescope infrarouge Spitzer et de l’observatoire Keck. Cette planète, « 50% plus grosse que Neptune et d’une masse de 3,6 Jupiter  » est située toute proche de son étoile (dix fois plus proche que Mercure du Soleil) dont elle fait le tour en 5,4 jours.

Elle est classée dans la catégorie des Jupiter chauds, ces géantes gazeuses réchauffées par leur proximité avec leurs étoiles hôtes. Elle est décrite dans un article de la revue Nature et fera également l’objet d’une publication dans The Astrophysical Journal.
Le système auquel elle appartient est si jeune que les astronomes ont identifié, autour de l’étoile mais bien plus éloigné, un disque protoplanétaire encore présent. C’est dans ces disques, composés de poussières et de gaz, que se forment les planètes.

Dans les très jeunes systèmes, ils sont compacts et masquent le déroulement de ce phénomène et l’apparition des premiers astres. Au fur et à mesure que les matériaux s’agrègent, ils commencent à s’éclaircir et les télescopes terrestres peuvent les percer pour y découvrir les nouvelles planètes. Kepler a observé, avec K2-33, un système dans cette configuration.

Vue d’artiste de K2-33b. Crédit : NASA / JPL-Caltech.

Il n’y a pas que Kepler qui soit capable de trouver des planètes lointaines. La preuve avec V830 Tau b découverte grâce aux instruments ESPaDOnS et Narval, construits par l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), en France.

Le premier est installé sur le télescope Canada-France-Hawaï (TCFH), au sommet du Maunakea, à Hawaï. Narval est monté quant à lui sur le télescope Bernard Lyot au sommet du Pic du Midi. Ce sont deux spectropolarimètres qui servent à mesurer le champ magnétique des étoiles (lignes blanches et bleue dans l’animation ci-dessous)

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Crédit : Jean-François Donati.

Ces deux instruments ont permis l’identification d’une planète autour de V830 Tau, une étoile âgée d’à peine deux millions d’années et située au cœur de la pouponnière stellaire du Taureau, à 430 années-lumière de la Terre.

C’est également un Jupiter chaud, vingt fois plus proche de son étoile que la Terre l’est du Soleil, avec une orbite de 4,93 jours selon la description qui en est faite dans un autre article de la revue Nature. Cette fois il ne s’agit plus d’un « bébé » mais d’un « nourrisson », le plus jeune Jupiter chaud connu à ce jour !

V830 Tau b évolue dans la toile magnétique de son étoile et elle a été identifiée en mesurant les distorsions du spectre lumineux induites par l’activité de l’étoile.

Questions sur les origines des exoplanètes

La découverte de ces deux planètes prouvent que les Jupiter chauds peuvent exister dans les systèmes stellaires jeunes et même très jeunes. Il y a quelques années, les astronomes estimaient que les planètes de ce type se formaient aux confins du disque protoplanétaire, loin de leurs étoiles, et qu’elles étaient projetées vers elles par le jeu des interactions gravitationnelles avec les autres planètes de leurs systèmes.

Un phénomène censé se produire au bout de plusieurs dizaines de millions d’années. K2-33b et V830 Tau b indiquent qu’il existe un autre processus impliquant soit une migration très précoce soit une formation in situ, près de l’étoile. Il y a trop peu d’observations pour trancher entre ces hypothèses qui pourraient bien être toutes deux valides, selon le cas.

La réponse est en tout cas importante pour la compréhension de la formation des systèmes d’étoiles et aussi pour la recherche de la vie. La migration d’une planète des bordures externes vers l’intérieur est en effet un évènement cataclysmique.

Si un tel évènement était survenu dans le système solaire, les planètes rocheuses dont la Terre n’auraient probablement pas survécu au passage d’une planète de la taille de Jupiter près d’elles. Il y a peu de chances donc de trouver de la vie dans une zone qui a connu une migration planétaire. Il faudra repérer de nombreuses autres exoplanètes dans cette situation pour mieux comprendre les mécanismes de leur formation.

Avec SPIRou et SPIP, les spectropolarimètres infrarouge de nouvelle génération construits à l’IRAP dont la mise en service est prévue en 2017 et 2019, les astronomes disposeront d’outils beaucoup plus affutés pour cette quête.

 

 

Sciences & Avenir
Par Joël Ignasse

Lamia Siffaoui
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