TOI-1338b, l’une des rares planètes connues à orbiter autour de deux étoiles, n’est pas seule. Une équipe d’astronomes de l’Université de l’Ohio annonce en effet la découverte d’un nouveau monde beaucoup plus grand dans ce même système Tatooine. En quoi cette découverte est-elle intéressante ? Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Nature Astronomy.
Que sont les systèmes Tatooine ?
Il est possible que des systèmes binaires, composés de deux étoiles en orbite l’une autour de l’autre, abritent des planètes. D’ailleurs, les systèmes binaires sont relativement courants dans notre galaxie. Dans ces environnements, les deux étoiles orbitent l’une autour de l’autre autour d’un centre de masse commun, tandis qu’une planète évolue généralement autour de l’une des deux étoiles. Si la seconde est suffisamment éloignée, alors son orbite peut être relativement stable.
Les systèmes dits circumbinaires, nommés « Tatooine » d’après la planète natale de Luke Skywalker, sont cependant beaucoup plus intéressants. Ici, les planètes orbitent autour des deux étoiles. Ces systèmes étaient autrefois considérés comme improbables. On imaginait en effet que les interactions entre les deux étoiles finiraient quoiqu’il arrive par expulser cesdites planètes. Cependant, les astronomes en ont découvert quelques-unes au cours de ces dernières années, mais la plupart sont des mondes solitaires, ce qui nous ramène à cette nouvelle découverte.
Le système BEBOP-1
Depuis 2018, le télescope spatial TESS recherche des planètes autour d’étoiles proches dans des systèmes baptisés TOI (Tess Objects of Interest). Un sous-ensemble de TOI est les systèmes binaires.
En 2020, une planète nommée TOI-1338b a été découverte dans l’un de ces systèmes, nommé BEBOP-1, par un adolescent en stage à la NASA. Malheureusement, alors que les données de TESS permettent d’identifier la présence d’une planète et la longueur de son orbite, elles ne permettent pas de déterminer la masse de ces planètes. Or, il s’agit de l’un des paramètres les plus fondamentaux. Dans le cadre d’une nouvelle étude, des astronomes ont donc cherché à déterminer la masse de cette planète grâce à une autre méthode appelée vitesse radiale.
Qu’est-ce que la méthode de vitesse radiale ?
Dans le détail, lorsqu’une planète orbite autour de son étoile, elle exerce une force gravitationnelle sur elle. Cette interaction gravitationnelle entraîne alors un mouvement de l’étoile, provoquant des variations dans la vitesse à laquelle elle se rapproche ou s’éloigne de nous. La méthode consiste donc à mesurer ces variations de vitesse.
Pour ce faire, on utilise l’effet Doppler, qui est le changement de fréquence d’une onde lorsque la source de l’onde se rapproche ou s’éloigne de l’observateur. Lorsque l’étoile s’approche de nous, les lignes spectrales qu’elle émet sont décalées vers le bleu, tandis que lorsque l’étoile s’éloigne, elles sont décalées vers le rouge. En mesurant ces décalages dans le spectre de l’étoile, les astronomes peuvent déterminer les variations de vitesse de l’étoile causées par l’orbite de la planète. Ces variations sont périodiques et permettent de déduire la période orbitale de la planète, c’est-à-dire le temps qu’elle met pour faire une orbite complète.
À partir de la période orbitale et de l’amplitude des variations de vitesse, les astronomes peuvent enfin calculer la masse minimale de la planète en utilisant les lois de Kepler et les lois de la gravitation.
Deux étoiles, deux planètes
Les chercheurs n’ont malheureusement pas réussi à déterminer la masse de TOI-1338b grâce à cette méthode. Les complications d’avoir deux étoiles s’affectant rendent en effet de telles détections particulièrement difficiles. En revanche, cela leur a permis d’isoler une autre planète dans le même système, plus éloignée que la première. Nommé BEBOP-1c, ce monde aurait une période orbitale de 215 jours et une masse 65 fois plus grande que la Terre, soit environ cinq fois moins que la masse de Jupiter.
Sur les douze systèmes Tatooine connus à ce jour, ce n’est que le deuxième qui héberge plus d’une planète. C’est aussi la première fois qu’une planète circumbinaire est découverte en utilisant cette méthode.
