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Découverte d’une exoplanète 13 fois plus massive que Jupiter

Une planète géante découverte en orbite autour d'un système binaire. Crédits : Leandro Almeida

Une équipe d’astronomes brésiliens annonce la découverte d’une exoplanète géante, nichée dans un système binaire au sein duquel l’une des deux étoiles est morte. Une première détaillée par l’American Astronomical Society.

On dénombrait jusqu’à présent plus de 4 000 exoplanètes découvertes, mais aucune d’entre elles n’évoluait dans un tel système. Ce monde géant, au moins 13 fois plus massif que la patronne du système solaire, Jupiter, s’intègre dans un binaire, dont l’une des deux étoiles est déjà morte. « C’est la première confirmation d’une exoplanète dans un système de ce type », confirme Leonardo Andrade de Almeida, de l’Université fédérale du Rio Grande (Brésil) et principal auteur de l’étude.

Une étoile vivante, une autre morte

Ce binaire – appelé KIC 10544976 – se retrouve dans la constellation du Cygne, visible depuis l’hémisphère nord. Le système comprend une naine blanche, un cadavre d’étoile de type solaire, et une naine rouge, une étoile de faible masse, peu lumineuse mais très active sur le plan magnétique. Ces deux étoiles – qui gravitent autour de l’autre tous les 0,35 jours – ont été surveillées au moyen de télescopes au sol entre 2005 et 2017, puis par Kepler entre 2009 et 2013.

Grâce aux données de Kepler, depuis peu en retraite, les chercheurs expliquent avoir été en mesure d’estimer le cycle magnétique de l’étoile vivante (naine rouge) en analysant le taux et l’énergie des éruptions solaires et la variabilité de sa luminosité causée par les taches solaires. « Les variations de l’activité magnétique de notre Soleil finissent par provoquer une modification de son champ magnétique, poursuit en effet le chercheur. Il en va de même pour toutes les étoiles installées dans des binaires ».

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Le télescope spatial Kepler. Crédits : NASA/ Ames / JPL-Caltech

En mesurant les cycles magnétiques, les chercheurs ont alors découvert que leurs résultats correspondaient à ce à quoi on pouvait s’attendre pour des étoiles uniques de faible masse. Les cycles duraient environ 600 jours, alors qu’ils devaient normalement durer environ 17 ans. « Cela réfute complètement l’hypothèse selon laquelle la variation de la période orbitale est due à l’activité magnétique, note le chercheur. L’explication la plus plausible est la présence d’une planète géante en orbite autour du binaire, d’une masse environ 13 fois supérieure à celle de Jupiter ».

Hypothèses de formation

Reste à savoir comment cette planète géante s’est formée en premier lieu. Deux explications possibles : soit elles s’est développée en même temps que les deux étoiles il y a des milliards d’années. Auquel cas il s’agit d’une planète de première génération. La seconde hypothèse propose qu’elle se soit formée à partir du gaz éjecté lors de la mort de la naine blanche. Si tel est le cas, alors il s’agirait d’une planète de deuxième génération.

Pour en avoir le cœur net, les astronomes vont devoir être un peu patients, et attendre la prochaine génération de télescopes. Comme le télescope géant Magellan par exemple, dont la livraison est prévue pour 2022. « Cet instrument nous permettra de détecter ces objets directement et d’obtenir des réponses importantes sur la formation et l’évolution de ces environnements exotiques, ainsi que sur la possibilité d’y vivre », conclut le chercheur.

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