Un étrange système solaire découvert avec six planètes qui « dansent » sans cesse au même rythme | Science

Bien qu’il n’existe formellement qu’un seul groupe planétaire appelé « système solaire », la science a déjà découvert plus de 4 100 étoiles avec des planètes en orbite autour de lui. Une collaboration internationale avec une importante participation espagnole a permis de découvrir un système planétaire qui s’ajoute à la liste, mais celui-ci est unique en son genre. Il s’agit de l’étoile HD110067, qui abrite six exoplanètes qui tournent autour d’elle dans une danse synchronisée, dans un phénomène connu sous le nom de résonance orbitale. Il n’est pas courant que les systèmes conservent cette caractéristique, ce qui indique que le système n’a pas subi de changements majeurs au cours de son histoire d’un milliard d’années. Les chercheurs le considèrent comme essentiel pour mieux comprendre et expliquer les processus de formation planétaire. La découverte Il a été publié aujourd’hui dans le magazine Nature.

À environ 100 années-lumière de nous, dans la constellation nord de Coma Bérénices, se trouve HD110067, une étoile 20 % plus petite et plus froide que le Soleil. Les premiers soupçons selon lesquels cette étoile hébergeait un système planétaire ont eu lieu en 2020. Le chasseur de planètes TESS de la NASA, a enregistré une diminution de la luminosité (semblable à une éclipse), qui indiquait l’existence d’au moins deux planètes passant devant l’étoile. Deux ans plus tard, TESS a observé à nouveau la même étoile, mais a présenté des données incompatibles avec la première interprétation. Cette contradiction a suscité l’intérêt de l’astrophysicien espagnol Rafael Luque, du département d’astrophysique de l’Université de Chicago, et de ses collègues. « C’est à ce moment-là que nous avons décidé d’utiliser CHEOPS. “Nous sommes allés chercher des signes parmi toutes les périodes potentielles que pourraient avoir ces planètes”, explique Luque.

Avec l’aide du télescope spatial CHEOPS de l’ESA, ils ont identifié une troisième exoplanète. Ils ont réalisé qu’ils avaient trouvé la clé pour déverrouiller l’ensemble du système car il était désormais clair que ces trois planètes étaient en résonance orbitale. « CHEOPS nous a fourni une configuration qui nous a permis de prédire toutes les autres », précise l’astrophysicien. En combinant les données des deux télescopes dans Un travail qu’ils appellent « détective », et avec des modèles mathématiques d’interactions gravitationnelles, l’existence de trois planètes extérieures a été prédite.

Des observations ultérieures ont confirmé qu’ils se trouvaient précisément là où ce rythme, la chaîne de résonance, était prédit. La planète la plus éloignée met 20 519 jours pour orbiter, soit près de 1,5 fois la période orbitale de la planète suivante, qui prend 13 673 jours. Cela représente presque exactement 1,5 fois la période orbitale de la planète intérieure, soit 9 114 jours. Autrement dit, lorsque la planète la plus proche de l’étoile fait trois tours complets autour d’elle, la seconde en fait exactement deux en même temps. C’est ce qu’on appelle la résonance 3:2. Les six planètes forment une chaîne résonante par paires de 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 et 4:3, explique l’ESA, ce qui fait que la planète la plus proche accomplit six orbites dans le temps pendant lesquelles la planète la plus extérieure effectue un . Les auteurs n’excluent pas l’existence d’autres planètes dansant coordonnés dans ce système.

Les exoplanètes hébergées par HD110067 appartiennent au groupe des soi-disant sous-Neptunes, c’est-à-dire des planètes plus petites que Neptune (quatre fois le diamètre de la Terre). Lorsqu’il s’agit d’imaginer à quoi elles ressemblent, Ignasi Ribas, astrophysicien au CSIC, qui a également participé à l’étude et qui a compilé des années de travail sur la recherche d’exoplanètes, précise qu’elles ne ressemblent pas à la Terre : « Elles sont très chaudes. des planètes qui peuvent atteindre une température de 200 degrés. La zone habitable du système n’a pas encore été déchiffrée, c’est-à-dire combien de planètes se trouvent dans la zone tempérée et permettraient la vie. De futures observations pourraient également déterminer si les planètes possèdent des structures intérieures rocheuses ou riches en eau.

HD110067 est également le système connu le plus brillant comportant quatre planètes ou plus. Certains mondes qui ont probablement des atmosphères à forte présence d’hydrogène et qui sont de bons candidats pour réaliser de nouvelles analyses afin de déterminer la composition chimique et d’autres propriétés de leurs atmosphères. Puisqu’il s’agit d’un système spécial qui vous invite à l’étudier plus en profondeur, que faut-il pour cela ? Une approche dotée d’un équipement adéquat pour l’observation et un bon candidat pour cela est le télescope spatial. James Webb, le plus puissant et qui fonctionne à peine depuis un an. Rafael Luque, auteur principal de l’étude, révèle que son groupe de travail vise à travailler avec cet instrument à l’avenir.

Une découverte clé pour l’avenir

Les systèmes planétaires ont tendance à se former en résonance, mais c’est un rythme qui peut être facilement perturbé. “Les conflits entre planètes, les fusions ou les ruptures, la naissance de planètes géantes comme Jupiter ou le passage rapproché d’une autre étoile peuvent altérer l’équilibre orbital”, explique Ribas. Parmi les milliers de systèmes multiplanétaires, 99 % ne sont pas en résonance, mais auraient pu l’être à un moment donné. Le système HD110067 fait partie de ce rare 1%, avec une valeur particulière pour la science, car il peut fournir des informations aux astronomes sur la formation et l’évolution ultérieure du système planétaire. Ribas et Luque comparent la découverte à celle d’un fossile. “Cela nous montre la configuration d’un système planétaire qui a survécu intact depuis sa formation”, explique Luque.

L’astrophysicienne Eva Villaver applaudit la nouvelle étude, à laquelle elle n’a pas participé. « Chaque système découvert avec des caractéristiques uniques apporte des données à notre compréhension des processus de formation. La science étudie ces exoplanètes au cas où elles nous donneraient des indices sur ce qui rend notre système solaire unique et pourquoi, même si les planètes inférieures à Neptune sont si fréquentes, nous n’en avons pas”, explique le chercheur, qui travaille comme directeur du Bureau Espace et Société. de l’Agence Spatiale Espagnole. Ainsi, en étudiant les exoplanètes et les systèmes solaires lointains, les astronomes espèrent résoudre les grands mystères qui entourent encore le système solaire et apporter davantage d’informations à la question sans fin de savoir s’il y a de la vie ailleurs dans notre galaxie.

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