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La “danse” coordonnée de six planètes autour d’une étoile

Vue d'artiste de six planètes en orbite autour de l'étoile solaire Kepler-11. Crédits : NASA / Tim Pyle

Des astronomes ont récemment découvert un système d’étoiles rare abritant six planètes dans une configuration orbitale exceptionnellement régulière.

À environ 88 années-lumière de la Terre, dans la Constellation du dragon, se trouve HD 158259. Il s’agit d’une étoile similaire à notre Soleil : elle possède la même masse, mais est un peu plus grande. Vous retrouverez autour de cet objet six planètes, dont une super-Terre et cinq mini-Neptunes. Après avoir surveillé ce système pendant sept ans grâce au spectrographe SOPHIE, situé à l’Observatoire de Haute-Provence en France, des astronomes ont récemment découvert deux choses.

D’une part, le système est très compact. Pour vous faire une idée, notez que la planète la plus extérieure est près de trois fois plus proche de son étoile que Mercure ne l’est du Soleil. D’autre part, et peut-être plus impressionnant encore, les chercheurs ont souligné que les six planètes évoluaient autour de leur étoile avec une résonance orbitale quasi parfaite. Leurs périodes de révolution sont en effet toutes proches du rapport de 3:2. Cela signifie que lorsque la première planète (la plus proche de l’étoile) complète trois orbites, la seconde en termine environ deux. Et lorsque celle-ci fait trois orbites, la troisième en fait environ deux (et ainsi de suite).

Ceci est comparable à plusieurs musiciens qui jouent chacun un rythme distinct, mais tombent systématiquement ensemble au début de chaque mesure“, vulgarise Nathan Hara, de la Faculté des sciences de l’UNIGE et principal auteur de l’étude.

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Crédits : UKT2/pixabay

Une migration vers l’intérieur

Outre sa rareté, l’étonnante résonance orchestrée dans ce système pouvait fournir aux chercheurs de précieux indices concernant la formation des planètes impliquées. En astrophysique, la question suivante fait encore débat : la formation des planètes se déroule-t-elle à proximité de leur position finale dans le système ? Ou au contraire, les planètes se déplacent-elles après leur formation ?

Dans le cadre de ce système, c’est le dernier scénario qui semble s’appliquer. “On connaît plusieurs systèmes planétaires compacts présentant plus de trois planètes à l’intérieur ou proches de la résonance, comme celui que nous avons découvert“, poursuit l’astronome. “Il est souvent avancé que les planètes de ces systèmes compacts et résonants se forment loin de leur étoile avant de migrer simultanément dans sa direction“.

Pourquoi ? Rappelons que dans ce système, lorsqu’une planète fait trois orbites, sa plus proche voisine extérieure en fait environ deux. Le “environ” est ici très important. Les planètes de HD 158259 sont en effet proches de la résonance, mais pas exactement à l’intérieur de celle-ci. Cela laisse donc à penser que les planètes ont été piégées en résonance dans le passé, avant d’en sortir. C’est pourquoi les chercheurs suggèrent que ces planètes se sont formées loin de leur étoile avant de migrer vers l’intérieur.

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