Détection d'une exoplanète de la masse de Neptune autour d'une naine rouge

Une équipe de chercheurs franco-suisse vient de détecter une nouvelle planète extrasolaire. D'une masse équivalente à celle de Neptune, elle gravite en 5,4 jours autour de la naine rouge Gl581 (Gleise 581). Il s'agit d'une des 6 exoplanètes les moins massives recensées, et surtout de l'une des rares connues orbitant autour d'une naine rouge. Les naines rouges sont les étoiles les plus nombreuses de notre galaxie. Cette observation confirme que ces étoiles sont ainsi des cibles privilégiées dans la recherche d'exoplanètes.


Gl 581 est une étoile de très faible masse appelée naine rouge. Située à 20,5 années-lumière de nous, elle est parmi les 100 étoiles les plus proches de notre système solaire et a une masse de moins du tiers de celle du Soleil. Une équipe Franco-Suisse conduite par des chercheurs du LAOG et de l'Observatoire de Genève vient de découvrir une planète extrasolaire orbitant autour de cette étoile. Pour faire cette découverte ils ont utilisé le spectrographe de nouvelle génération, HARPS (1), installé au foyer du télescope de 3,6 m de diamètre de l'ESO à La Silla au Chili.

Cette nouvelle planète extrasolaire a une masse relativement faible, à peine la masse de Neptune, soit 16,6 fois la masse de la Terre. Elle fait partie des 6 planètes extrasolaires les moins massives détectées jusqu'à présent. Elle tourne autour de son étoile en 5,4 jours, sur une orbite circulaire ayant un rayon d'un peu plus de 6 millions de kilomètres et la température à sa surface serait d'environ 1 500°C.

Les naines rouges sont les étoiles les plus nombreuses de notre Galaxie: sur les 100 étoiles les plus proches du Soleil, 80 sont des naines rouges. Découvrir des planètes orbitant autour de ces étoiles de très faible masse est fondamental pour connaître les systèmes planétaires les plus proches de notre système solaire. La première planète connue autour d'une naine rouge a été découverte par la même équipe il y a 7 ans: il s'agissait d'un objet de deux fois la masse de Jupiter autour de l'étoile de très faible masse Gl 876. Mais depuis, très peu de progrès avaient été fait. Pendant ce laps de temps, une seule autre planète avait été découverte, ce qui poussait les astronomes à considérer les systèmes planétaires gravitant autour de naines rouges comme des raretés.

L'amélioration récente des moyens d'observation révèle que la réalité peut-être tout autre. En une année, les astronomes ont pu détecter 3 nouvelles planètes (dont la plus récente autour de Gl 581) gravitant autour de naines rouges. Mais ces 3 objets sont toutes de petite masse, de l'ordre de celle de Neptune ou d'Uranus (15-17 fois la masse de la Terre). Elles sont donc plus difficiles à détecter que l'essentiel des planètes découvertes autour d'étoiles de type solaire qui ont des masses de l'ordre de celle de Jupiter (300 fois la masse de la Terre).

Ainsi, tout en étant moins massives, les planètes pourraient être tout aussi abondantes autour des naines rouges qu'autour des étoiles de type solaire. De nouvelles observations permettront de confirmer cette hypothèse et cette nouvelle découverte montre que les naines rouges peuvent être d'excellentes cibles pour la recherche de planètes.

(1) Le consortium international qui a construit le spectrographe HARPS était piloté par l'Observatoire de Genève et comprenait l'Observatoire de Haute Provence (UMR CNRS), l'Université de Berne en Suisse, le Service d'Aéronomie (UMR CNRS) et l'ESO.

Légende de l'illustration:
Les mouvements d'un astre sont influencés par la présence d'une planète orbitant autour de lui, ce qui provoque un décalage périodique de sa position et de sa vitesse. Donc sa vitesse radiale est affectée par de très légères variations dues à la masse de la planète orbitant autour d'elle. La mesure de la vitesse radiale est basée sur l'étude du spectre lumineux de l'étoile.