Un énorme noyau planétaire d’environ 40 fois la masse de la Terre a été découvert autour d’une étoile lointaine

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Vue d'artiste montrant une planète de la taille de Neptune dans le "désert neptunien". | Université de Warwick/Mark Garlick

Des astronomes ont repéré le noyau exposé de ce qui semble avoir été une planète massive : probablement une ancienne géante gazeuse. Cette découverte sans précédent pourrait apporter un éclairage considérable sur la formation, l’évolution et la diversité des planètes.

Le noyau planétaire, appelé TOI-849b, ne ressemble à rien de ce que les scientifiques ont vu jusqu’ici, et il pourrait cacher une richesse d’informations passionnantes dans ses profondeurs, selon les chercheurs. « La découverte de cette planète montre que la formation et l’évolution des planètes peuvent se dérouler de manière inhabituelle, non prévue par l’étude du Système solaire », a déclaré à Space.com David Armstrong, auteur principal d’une nouvelle étude faisant état de la découverte de TOI-849b, publiée le 1er juillet dans la revue Nature.

« Il existe une grande variété et diversité de planètes, et on en découvre chaque semaine de nouvelles. […] Et nous ne devrions pas être surpris de faire de nouvelles découvertes étonnantes comme celle-ci », a déclaré Armstrong, chercheur au Département de physique de l’Université de Warwick, en Angleterre. « Avec un peu de chance, une nouvelle compréhension de la formation des planètes comme TOI-849b nous aidera à comprendre comment notre propre système solaire s’est formé ».

TOI-849b a été détectée par le télescope spatial de sondage des exoplanètes TESS de la NASA, en orbite terrestre depuis avril 2018 et qui a découvert plus de 50 mondes extraterrestres à ce jour, ainsi que plus de 2000 candidats encore non confirmés. TESS chasse les planètes en utilisant la « méthode de transit », ce qui signifie qu’il surveille les faibles baisses (mais révélatrices) de la luminosité des étoiles, provoquées par le passage des planètes en orbite.

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Une proximité extrême avec son étoile hôte

Les observations de TESS ont révélé que TOI-849b se trouve extrêmement près de son étoile hôte, effectuant une orbite complète toutes les 18 heures. Cette région orbitale est connue sous le nom de « Désert neptunien », car les planètes de la taille de Neptune y sont très rares.

Et selon les données de TESS, le nouvel objet détecté est justement de taille similaire à Neptune, bien que ses propriétés soient très différentes. Neptune est une planète froide, tandis que la température de surface de TOI-849b est probablement d’environ 1530 degrés Celsius, affirment Armstrong et ses collègues.

Les chercheurs ont également étudié l’objet à l’aide du High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS), un instrument installé sur un télescope de l’Observatoire européen du sud de La Silla, au Chili. HARPS et d’autres spectrographes similaires permettent aux chercheurs de suivre avec précision les mouvements des étoiles, révélant les perturbations de leur mouvement dues à l’attraction gravitationnelle des planètes en orbite. Les données de HARPS suggèrent que TOI-849b est deux à trois fois plus massive que Neptune, qui est elle-même 17 fois plus massive que la Terre.

« TOI 849 b est ainsi la planète ‘tellurique’ la plus massive — une planète composée essentiellement de roches et de métal, comme la Terre — jamais découverte », a déclaré Armstrong dans un communiqué. « Nous nous attendrions à ce qu’une planète aussi massive ait accumulé de grandes quantités d’hydrogène et d’hélium lorsqu’elle s’est formée, devenant similaire à Jupiter. Le fait que nous ne détections pas ces gaz nous prouve qu’il s’agit d’un noyau planétaire exposé », a-t-il ajouté. « C’est la première fois que nous découvrons un noyau exposé intact d’une géante gazeuse autour d’une étoile ».

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On ne sait pas comment TOI-849b est arrivée à ce point d’évolution mystérieux. Est-ce une ancienne géante gazeuse qui aurait perdu son atmosphère après s’être aventurée trop près de son étoile hôte ? Aurait-elle été percutée par une autre planète ? Ces questions semblent légitimes, étant donné que le rayonnement stellaire à l’emplacement orbital de TOI-849b, bien qu’intense, n’est pas assez puissant pour éliminer complètement l’atmosphère d’une géante gazeuse, ont déclaré les chercheurs. Autre hypothèse : TOI-849b n’aurait-elle en fait jamais accumulé suffisamment de gaz pour devenir un monde semblable à Jupiter ?

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« C’est un mystère et une grande question », a déclaré Armstrong. « Je pense que l’indice clé est que TOI-849b se trouve dans le désert neptunien, qui fait allusion à une histoire rare. Mais nous avons besoin de plus d’études pour en être certains ».

Bien que TOI-849b soit le premier objet de son genre jamais repéré autour d’une autre étoile, notre propre système solaire pourrait héberger des cas similaires : par exemple, l’étrange astéroïde métallique (16) Psyché, d’un diamètre de 226 kilomètres, serait selon certains astronomes le noyau exposé d’une ancienne planète de la taille de Mars. D’ailleurs, la NASA met actuellement au point une mission spéciale appelée Psyché, qui devrait être lancée en août 2022 et parvenir à l’astéroïde en 2026. Nous en apprendrons alors beaucoup plus sur cet objet mystérieux dans un avenir relativement proche.

Source : Nature

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