aussi léger qu’une barbe à papa

L’Université de Liège, en Belgique, a découvert une planète ayant la même densité que la barbe à papa. Son nom est GUÊPE-193b et c’est la deuxième planètemoins dense qu’on le pensemais ses bizarreries ne s’arrêtent pas là.

Comme l’indiquent les chercheurs dans un article publié dans Astronomie naturellecette planète est incompréhensible d’après nos lois physiques. Le corps nous demande de dire que « selon la science, cela ne devrait pas exister », mais la science n’est pas chargée de dire si quelque chose qui a été découvert empiriquement devrait ou ne devrait pas exister, donc, mieux, nous nous retrouvons avec le fait que cela est incompréhensible.

En d’autres termes, si l’on part de ce que la science sait sur la formation des planètes, on ne sait pas comment il est possible qu’une planète aussi clairsemée se forme. Car, quand on dit qu’elle a la densité de la barbe à papa, on n’exagère pas. WASP-193b a une densité de 0,059 gramme par centimètre cube tandis que la barbe à papa en a 0,05 gramme par centimètre cube.

Pour nous donner une idée de la différence par rapport aux autres planètes, on peut la comparer avec Jupiter, une autre géante assez légère. Bien que WASP-193b soit près de 50 % plus grande que Jupiter (elle a pratiquement le volume d’un Jupiter et demi), sa densité est sept fois inférieure à celle de notre géante gazeuse. Comment pouvons-nous le savoir ?

Mesurer la densité d’une planète n’est pas facile, mais lorsqu’elle ne fait même pas partie de notre système solaire, cela devient encore plus compliqué. WASP-193b orbite autour d’une étoile ayant des caractéristiques similaires à celles de notre Soleil, mais elle le fait beaucoup plus rapidement. Nous le savons car lorsque l’observatoire WASP-South prenait des données sur le ciel nocturne de 2006 à 2008 et de 2011 à 2012, les scientifiques capturaient des diminutions régulières de la luminosité d’une étoile. Tous les 6,25 jours, il réduisait son intensité. Ils ont pu en déduire, par la technique dite du transit, qu’une planète passait entre l’étoile et nous qui l’éclipsait régulièrement, ainsi que sa taille.

Ensuite, ils ont utilisé les observatoires TRAPPIST-Sur et SPECULOOS-Sur pour vérifier que, effectivement, l’objet qui intervenait était bien une planète. Ensuite, ils ont utilisé la spectroscopie pour mesurer la masse de la planète à l’aide des spectromètres HARPS et CORALIE. Maintenant qu’ils savaient qu’il s’agissait d’une planète et qu’ils connaissaient sa taille et sa densité, ils pouvaient en déduire qu’ils faisaient face à la deuxième planète extrasolaire connue avec la densité la plus faible, ce qui n’est pas rien si l’on considère que nous en connaissons déjà plus de 5 000 planètes extrasolaires. Comment est-ce possible?

La clé est l’air, tout comme dans les sacs de pommes de terre. Depuis quelque temps, la plainte se répand selon laquelle il y a plus d’air dans les sacs de pommes de terre que dans les pommes de terre, et c’est en partie vrai. Ce sera vrai si l’on prend en compte uniquement le volume et par air on entend l’azote contenu dans les sacs (qui est le composant principal de l’air que nous respirons, mais pas le seul).

Dans ce cas, l’air protège la pomme de terre de son écrasement pendant le transport dans le sac, mais il nous aide à imaginer WASP-193b. La densité de ce sac de pommes de terre sera bien inférieure à la densité d’une frite, car la moyenne pondérée doit se faire entre la quantité de pommes de terre et la quantité de gaz, le gaz étant beaucoup plus léger que la pomme de terre. En effet, plus il y a d’air, toutes choses égales par ailleurs, moins il sera dense.

Les chercheurs soupçonnent que la nouvelle planète est composée principalement d’hydrogène et d’hélium. Jusqu’à présent, il n’y a aucune étrangeté, c’est la même composition qu’ont nos géantes gazeuses qui, si elles avaient été plus grosses, auraient pu devenir des étoiles.. Cependant, dans le cas de WASP-193b, ces gaz forment une atmosphère extrêmement gonflée qui s’étend sur des dizaines de milliers de kilomètres au-delà de l’atmosphère que l’on pourrait attendre d’un Jupiter.

“Nous ne savons pas où placer cette planète dans toutes les théories de formation dont nous disposons actuellement, car elle constitue une exception à toutes. Nous ne pouvons pas expliquer comment cette planète s’est formée. Examiner de plus près son atmosphère nous permettra de délimiter un chemin d’évolution pour cette planète”, ajoute Francisco Pozuelos, astronome à l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie (IAA-CSIC, Grenade, Espagne).

Ou, selon les mots de Khalid Barkoui : « WASP-193b est un mystère cosmique. Pour le résoudre, il faudra un peu plus de travail d’observation et de théorie, notamment pour mesurer ses propriétés atmosphériques avec le télescope spatial JWST et les confronter à différents mécanismes théoriques qui pourraient aboutir à une inflation aussi extrême.

• Le fait que les théories scientifiques connues ne nous permettent pas de prédire l’existence de quelque chose que nous finissons par découvrir empiriquement ne signifie pas que cette chose ne devrait pas exister. Les tendances et les lois énoncées par la science ne sont pas prescriptives, elles sont descriptives. Il y a des lois scientifiques, qui sont celles que l’on découvre, elles sont plus ou moins proches des lois naturelles, mais elles peuvent se tromper, c’est pourquoi elles essaient seulement de décrire ce que prescrivent les lois naturelles.

• « Une atmosphère étendue de faible densité autour de la planète WASP-193 b de la taille de Jupiter » Astronomie naturelle 10.1038/s41550-024-02259-y