Africa-Press – Djibouti. Rien de semblable à un Jupiter chaud n’est familier aux humains qui vivent dans un système bien organisé où les planètes rocheuses sont proches du Soleil, tandis que les géantes gazeuses en sont très éloignées et résident dans un environnement gelé.
Mais, ailleurs dans la Voie lactée, il en va tout autrement et certaines grosses exoplanètes de la taille de Jupiter sont trouvées très proches de leurs étoiles respectives, parfois en deça de l’orbite de Mercure qui est de 88 jours. Les astronomes ont en dénombré, jusqu’à présent, environ 400 pour un total de 5600 exoplanètes connues. De nombreuses interrogations subsistent quant à l’origine de ces astres et aux mécanismes qui prévalent à leur formation.
Des astronomes du MIT et de l’Université d’État de Pennsylvanie (Etats-Unis) ont peut-être trouvé un début de réponse en examinant une étrange planète.
Une orbite excentrique
L’exoplanète TIC 241249530 b a une masse de 5 fois celle de Jupiter et elle tourne autour d’une étoile située à 1100 années-lumière de la Terre qui est relativement âgée, environ 3,2 milliards d’années environ (contre 4,6 pour le Soleil).
Mais sa trajectoire autour de cette dernière n’a rien d’une ronde: elle possède une orbite très excentrique, ce qui signifie qu’elle s’approche extrêmement près de l’étoile avant de s’en éloigner, puis d’y revenir, en formant une ellipse étroite. Si la planète faisait partie de notre système solaire, elle se rapprocherait dix fois plus du Soleil que Mercure avant de se précipiter au-delà de la Terre, puis de revenir autour du Soleil. Cette orbite extrême ferait varier les températures de surface entre celles d’une journée d’été et une chaleur suffisante pour faire fondre le titane.
Même en dehors de notre cadre de référence, ce comportement est pour le moins inhabituel. Il a cependant été confirmé par des observations menées d’abord avec le télescope spatial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) puis avec des observatoires au sol et notamment le télescope WIYN de 3,5 mètres de l’observatoire national de Kitt Peak, en Arizona.
Leurs données ont permis de relever une autre particularité: en plus de son excentricité, l’orbite de TIC 241249530 b est rétrograde. C’est-à-dire que contrairement aux planètes du système solaire, elle se déplace dans une direction contraire à la rotation de son étoile.
De géante de glace à un Jupiter chaud
L’équipe a effectué des simulations de la trajectoire de cette drôle de planète et a découvert que son orbite hautement excentrique et rétrograde est un signe qui révèle sa transformation en Jupiter chaud par le biais d’une migration de l’extérieur vers l’intérieur de son système. Un tel processus a lieu sous l’effet d’interactions gravitationnelles.
« Il est également possible qu’un évènement extérieur comme le passage d’une étoile à proximité ait pu déclencher la migration », explique à Sciences et Avenir, Arvind Gupta, premier auteur de l’étude qui est publiée dans la revue Nature. Dans le cas de TIC 241249530 b, les chercheurs ont déterminé que la planète orbite autour d’une étoile primaire qui elle-même orbite autour d’une étoile secondaire, dans le cadre d’un système binaire.
Les interactions entre la planète et les deux étoiles l’ont propulsée loin de sa région de formation où elle résidait alors en tant que géante de glace. « Elle a dû se former à au moins 7 unités astronomiques de son étoile. Ce qui, rapporté au système solaire, correspond à quelque part entre l’orbite de Jupiter et de Saturne. Elle avait alors une période orbitale qui durait au moins 20 ans », estime l’astrophysicien.
Pour confirmer leur scénario, les auteurs de ce travail ont réalisé d’autres simulations numériques. Ils ont ainsi calculé que si la planète met aujourd’hui 167 jours pour boucler son orbite, dans un milliard d’années, il ne lui faudra plus que quelques jours pour faire le tour de son étoile dans une ronde à nouveau presque parfaitement circulaire. « Ce processus explique probablement la présence de certains Jupiter chauds mais sans doute pas la majorité d’entre eux. Nous devrions rechercher des mécanismes plus communs mais il est encore difficile de dire lequel est le plus courant. C’est pourquoi nous travaillons toujours à la recherche de planètes comme celle-ci », conclut Arvind Gupta.
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