Les exoplanètes préféreraient les étoiles doubles

Grâce au télescope spatial Spitzer, les astronomes ont observé que les systèmes planétaires - les disques poussiéreux d'astéroïdes, de comètes, et sans doute de planètes - sont au moins aussi abondants dans les systèmes d'étoiles doubles qu'ils le sont dans ceux, comme le nôtre, qui ne possèdent qu'une seule étoile. Mais comme plus de la moitié de toutes les étoiles sont justement des binaires, il est tout à fait vraisemblable que le cosmos soit envahi de planètes gravitant autour de deux soleils.

Les "couchers de soleils" sur certains de ces mondes pourraient ressembler à ceux de la planète Tatooine, dans le film Star Wars où Luc Skywalker contemple deux boules flamboyantes disparaître l'une après l'autre sous l'horizon.


"Il n'y a rien qui empêche la formation d'un système planétaire dans les systèmes binaires", indique David Trilling de l'université de Tucson en Arizona, principal auteur d'un nouvel article à paraitre dans l'édition du 1er avril de Astrophysical Journal. "Il pourrait exister d'innombrables planètes avec deux soleils ou plus."

Les astronomes savaient que les planètes pouvaient se former dans les systèmes binaires fortement séparés, dont les étoiles sont 1 000 fois plus éloignées l'une de l'autre que la distance entre la Terre et le Soleil, soit 1 000 unités astronomiques (UA). Sur les 200 planètes découvertes jusqu'à présent en dehors de notre Système Solaire, environ 50 gravitent autour de l'une des étoiles d'un système binaire très étendu.

La nouvelle étude effectuée à l'aide de Spitzer s'est intéressée aux étoiles binaires plus rapprochées, avec des distances de séparation se situant entre zéro et 500 UA. Jusqu'ici, on ne savait pas si la proximité de telles étoiles pouvait affecter la formation de planètes. Les techniques standard de recherche de planètes ne fonctionnent en principe pas bien avec ces étoiles, mais en 2005, un astronome avait découvert la preuve de l'existence d'une planète candidate dans un de ces systèmes multiples.

Trilling et ses collègues ont utilisé la vision infrarouge du télescope pour tenter de détecter, non pas directement des planètes, mais les disques de poussières dans ces systèmes. Ces disques de débris se composent de fragments rocheux semblables à des astéroïdes qui ne se sont pas agglomérés pour former des planètes rocheuses. Leur présence indique cependant que le processus de fabrication de planètes s'est déroulé autour d'une (ou plusieurs) étoile(s), et révèle l'existence probable de planètes intactes et matures.

La distance entre les étoiles a son importance

L'équipe a recherché la présence de disques pour 69 systèmes binaires situés à des distances d'environ 50 à 200 années-lumière de la Terre. Les étoiles étudiées sont toutes relativement plus jeunes et plus massives que notre Soleil. L'étude montre qu'environ 40 pour cent des systèmes possédaient un disque, ce qui est une proportion un peu plus élevée que celle dans un échantillon comparable d'étoiles uniques. Ceci signifie que les systèmes planétaires sont au moins aussi fréquents autour d'étoiles doubles qu'ils le sont autour d'étoiles uniques.


En outre, les astronomes ont été surpris de constater que les disques étaient plus fréquents (environ 60 pour cent d'entre eux) autour des systèmes binaires les plus rapprochés. Pour ceux-ci, les deux compagnons stellaires sont éloignés entre zéro et 3 UA et le disque de débris gravite autour des deux membres du système, plutôt qu'autour de seulement l'un d'eux. Pour ce type de systèmes, les planètes, si elles existent, connaîtraient des couchers de soleils semblables à ceux de Tatooine.

Selon Trilling "cela pourrait vouloir dire que le phénomène de formation de planètes préfère les systèmes binaires rapprochés aux étoiles uniques, mais cela pourrait également signifier que les binaires rapprochés sont tout simplement plus poussiéreux. De futures observations devraient fournir une réponse plus précise."

Les données de Spitzer indiquent également que tous les systèmes binaires ne sont pas des endroits favorables à la formation de planètes: le télescope a détecté très peu de disques de débris pour les systèmes binaires de taille moyenne, dont les étoiles sont séparées de 3 à 50 UA, ceci impliquant que les étoiles doivent plutôt être soit très proches l'une de l'autre, soit très éloignées, pour que des planètes apparaissent.


"Les systèmes binaires n'ont jamais fait l'objet d'examens fouillés dans le passé," ajoute Trilling. "Ils sont plus difficiles à étudier, mais ce sont probablement les régions de notre galaxie dans lesquelles les planètes se forment le plus couramment."