Africa-Press – Guinee Bissau. Une planète plus grande que Jupiter, mais à la densité d’une barbe à papa. Aussi irréel que cela puisse paraître, il s’agit pourtant de WASP-193b, la deuxième planète la moins dense découverte à ce jour par une équipe internationale dirigée par les chercheurs du laboratoire Exotic de l’Université de Liège (Belgique), en collaboration avec le Massachusetts Institute of Technology (MIT) et l’Institut d’astrophysique en Andalousie (Espagne), dans une étude publiée par Nature Astronomy, le 14 mai 2024. 50% plus grande que Jupiter, mais sept fois moins massive, elle représente un mystère cosmique pour les astronomes.
La nouvelle géante gazeuse repérée par le projet WASP
La nouvelle planète a d’abord été repérée par WASP (Wide Angle Search for Planets), un projet dédié à la recherche des planètes géantes autour des étoiles brillantes de type solaire. Cette collaboration internationale utilise deux observatoires robotiques, l’un dans l’hémisphère nord (WASP-Nord) et l’autre dans le sud (WASP-Sud). Chaque observatoire a utilisé un ensemble de caméras grand angle pour mesurer la luminosité de milliers d’étoiles individuelles à travers tout le ciel.
“À partir des données recueillies entre 2006 et 2008, puis de nouveau entre 2011 et 2012, le projet WASP-Sud a détecté des diminutions périodiques de la luminosité (des creux de lumière) de WASP-193, une étoile brillante située à 1200 années-lumière de la Terre. Ces variations périodiques sont compatibles avec les transits (le blocage temporaire de la lumière d’une étoile par une planète en orbite, ndlr) d’une planète géante passant devant l’étoile tous les 6,25 jours”, explique à Sciences et Avenir Khalid Barkaoui, chercheur postdoctoral au Laboratoire EXOTIC de l’ULiège et premier auteur de l’étude.
Analyse approfondie depuis les observatoires au Chili
Les chercheurs ont ensuite utilisé les observatoires TRAPPIST-Sud et SPECULOOS-Sud, dirigés par Michal Gillon, directeur de recherche et astrophysicien de l’Université de Liège, situés dans le désert d’Atacama au Chili, pour mesurer les transits dans différentes longueurs d’onde et confirmer qu’ils étaient bien causés par une planète. Par la suite, ils ont effectué des observations spectroscopiques avec les instruments HARPS et CORALIE, également situés au Chili, pour déterminer la masse de la planète.
Cette méthode leur a permis de connaitre la taille de la planète, et les observations des vitesses radiales ont permis de déterminer sa masse. En combinant ces deux méthodes, ils ont pu calculer la densité de la planète.
“Une densité extrêmement faible comparable à celle de la barbe à papa”
À leur grande surprise, les mesures accumulées ont révélé une densité extrêmement faible pour la planète. “WASP-193b est 50% plus grande que Jupiter (1,5 rayon de Jupiter) mais sept fois moins massive (0,14 masse Jupiter), ce qui lui confère une densité extrêmement faible (0,059 gramme par centimètre cube) comparable à celle de la barbe à papa. En comparaison, la densité de Jupiter est d’environ 1,33 gramme par centimètre cube, et celle de la Terre de 5,51 grammes par centimètre cube”, révèle Khalid Barkaoui.
“La planète est si légère qu’il est difficile de penser à un matériau solide analogue”, ajoute Julien de Wit, professeur au MIT et co-auteur de l’étude, dans un communiqué. “La raison pour laquelle elle ressemble à de la barbe à papa, c’est que les deux sont essentiellement composés d’air. La planète est légère et moelleuse.”
“WASP-193b est un mystère cosmique”
WASP-193b est la deuxième planète la moins dense découverte à ce jour, après Kepler-51d, nettement plus petite. “Elle ne peut être reproduite par nos modèles standards de géantes gazeuses irradiées, même sous l’hypothèse peu vraisemblable d’une structure sans noyau”, remarque Khalid Barkaoui.
La planète serait principalement faite d’hydrogène et d’hélium, comme la plupart d’autres géantes gazeuses de la galaxie. Mais la particularité de WASP-193b serait l’extrême dilatation de son enveloppe gazeuse. Elle pourrait s’expliquer par un dépôt important d’énergie dans les profondeurs de la planète, mais les détails du mécanisme ne sont pas encore compris.
“Pour le moment, nous ne pouvons expliquer ni la structure ni la formation d’une telle planète. WASP-193b est un mystère cosmique. Sa résolution nécessitera un travail à la fois observationnel et théorique, notamment une mesure des propriétés atmosphériques de la planète avec le télescope spatial James Webb (JWST), et leurs confrontations à différents mécanismes théoriques susceptibles d’entraîner une inflation aussi extrême”, conclut Khalid Barkaoui.
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