Il existe un certain nombre de planètes qui ne devraient pas être là où elles se trouvent. Ceux connus sous le nom de Jupiters chauds sont de grandes exoplanètes gazeuses qui ressemblent à leurs homologues du Système solaire. Il existe cependant une énorme différence entre eux. Plus précisément, la distance qui les sépare de leur étoile. Et même si notre Jupiter orbite à 750 millions de kilomètres du Soleil, ces exoplanètes sont plus proches de leur étoile que Mercure ne l’est de la nôtre. Une situation a priori impossible qui pourrait cependant trouver une explication dans la mesure où ce n’était pas sa position d’origine et que quelque chose l’avait poussé là. C’est la théorie que les chercheurs étudient depuis près de deux décennies et qui est aujourd’hui confirmée par des données d’observation.
Cela s’est produit après qu’un groupe de recherche, auquel ont participé des scientifiques de l’Institut d’Astrophysique des Îles Canaries (IAC), ont repéré une planète se déplaçant sur une orbite étrange et exagérément elliptique autour de son étoile mère. Cet énorme monde au nom imprononçable – TIC 241249530 b – suit non seulement l’une des orbites les plus allongées de toutes les exoplanètes en transit connues, mais aussi il le fait dans le sens opposé à la rotation de son étoile hôte. « Cela nous fait penser qu’il ne s’est pas formé là, mais plutôt qu’il a atteint ce point à cause de certaines circonstances », révèle Enric Pallé, chercheur à l’IAC et l’un des signataires de cette étude publiée aujourd’hui dans la prestigieuse revue Nature.
Ce que les chercheurs ont vu est donc les premières étapes de ce qui deviendra, d’ici des milliards d’années, un Jupiter chaud. Comme il tourne sur une orbite aussi excentrique, il y a des périodes pendant lesquelles il s’éloigne très loin de son étoile et d’autres où il s’en rapproche trop. De quoi brûler, mais aussi pour que l’étoile exerce une forte attraction gravitationnelle. Ainsi, grâce aux forces de marée – celles-là mêmes qui font tourner la Lune autour de la Terre – elle modifie progressivement l’orbite de la planète jusqu’à ce qu’elle devienne presque circulaire et très proche d’elle-même. « Comme cela se produit avec les Jupiters chauds », explique Pallé.
« Les astronomes Depuis plus de deux décennies, ils recherchent des exoplanètes qui pourraient être les précurseurs des Jupiters chauds. ou des produits intermédiaires du processus de migration, nous avons donc été très surpris – et ravis – d’en trouver un. « C’est exactement ce que je m’attendais à trouver », conclut Arvind Gupta, chercheur postdoctoral au NOIRLab et auteur principal de l’article.
Beaucoup plus elliptique que Pluton
Sur une échelle de 0 à 1, où 0 est une orbite circulaire et 1 une orbite hautement elliptique, cette exoplanète a une excentricité de 0,94. À titre de comparaison, l’orbite hautement elliptique de Pluton autour du Soleil a une excentricité de seulement 0,25 ; et l’excentricité de la Terre est de 0,02. Par conséquent, si cette planète faisait partie de notre système solaire, elle se rapprocherait dix fois du Soleil que Mercure et s’éloignerait aussi loin que la Terre. Cette orbite particulière provoquerait des changements de températures sur la planète allant de la chaleur étouffante d’une journée d’été à des températures si élevées qu’elles pourraient faire fondre le titane au moment de sa proximité maximale avec son étoile.
Cette illustration montre l’orbite de l’exoplanète de type Jupiter récemment découverte, TIC 241249530 b, comparée aux orbites de Mercure et de la Terre dans notre système solaire / NOIRLAB/NSF/AURA/R. PROCUREUR
« Bien que nous ne puissions pas revenir en arrière et voir le processus de migration planétaire en temps réel, cette exoplanète sert d’instantané du processus de migration », explique Arvind Gupta. « Des planètes comme celle-ci sont incroyablement rares et difficiles à trouver, et nous espérons que cela pourra nous aider à élucider l’histoire de la formation des Jupiters chauds », ajoute-t-il. En fait, TIC 241249530 b est la deuxième exoplanète découverte qui se trouve à un point de son évolution avant que sa migration vers des orbites plus fermées ne se produise.
Des mondes peu communs mais très visibles
« On parle souvent de ces Jupiters chauds, mais ils ne sont pas courants », précise Enric Pallé, chercheur à l’IAC. En fait, la raison pour laquelle ils ont tendance à être le plus étudiés est qu’ils sont de grande taille et passent fréquemment devant leur étoile, ce qui en fait les plus faciles à observer depuis les observatoires terrestres. Les caractéristiques de cette exoplanète, le cas échéant, ont été étudiées grâce au télescope Wiyn, de 3,5 mètres situé à l’observatoire national de Kitt Peak de la National Science Foundation (NSF) des États-Unis, bien qu’elle ait été connue en 2020 grâce au TESS de la NASA. (Transiting Exoplanet Survey Satellite).
Les chercheurs vont désormais se lancer dans un nouveau défi : en apprendre davantage sur la dynamique atmosphérique de cette planète après son passage torride à côté de l’étoile. « Les télescopes comme James Webb (JWST) ont la sensibilité nécessaire pour sonder les changements dans l’atmosphère de l’exoplanète nouvellement découverte alors qu’elle subit un réchauffement rapide, de sorte que l’équipe a encore beaucoup à apprendre sur l’exoplanète », explique Pallé.