CHEOPS révèle une exoplanète en forme de ballon de rugby

Publié par Adrien le 12/01/2022 à 09:00
Source: Université de Genève
Grâce au télescope spatial CHEOPS, une équipe internationale comprenant des chercheurs et chercheuses des universités de Berne (UNIBE) et de Genève (UNIGE) ainsi que du Pôle de recherche national (PRN) PlanetS, a pu détecter pour la première fois la déformation d'une exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une...). En raison d'intenses forces de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux...), la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) WASP-103b ressemble davantage à un ballon de rugby qu'à une sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une...). Cette découverte est aujourd'hui publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics.


(c): ESA

La vie (La vie est le nom donné :) en bord de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) est rythmée par les marées. À marée basse, les bateaux restent sur la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) ferme ; à marée haute, le chemin vers la mer leur est à nouveau ouvert. Sur Terre, ces phénomènes sont principalement générés par la lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...). Sa force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) gravitationnelle provoque une accumulation d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) dans la région océanique située en dessous, qui manque ensuite dans les régions environnantes et explique ainsi la marée basse. Bien que cette déformation de l'océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...) provoque des différences de niveau frappantes en de nombreux endroits, elle est à peine visible depuis l'espace.

Il en va autrement sur la planète WASP-103b, où les marées sont extrêmes. En cause, la proximité de la planète avec son étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...). La planète ne met qu'un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) à tourner autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de celle-ci ; elle est soumise à des forces de marée si intenses qu'elle est déformée jusqu'à prendre l'apparence d'un ballon de rugby. C'est ce que montre une nouvelle étude impliquant des chercheurs/ses des universités de Berne et de Genève ainsi que du Pôle de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) national (PRN) PlanetS. Cette découverte a été rendue possible grâce aux observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) du télescope spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le...) CHEOPS, mission conjointe de l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est...) (ESA) et de la Suisse, dirigée par l'UNIBE en collaboration avec l'UNIGE.

Une mesure révolutionnaire

La planète WASP-103b est située dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) d'Hercule. Elle fait presque deux fois la taille de Jupiter, la plus grosse planète géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le...) de notre Système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...), et représente une fois et demie sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...). Elle est environ 50 fois plus proche de son étoile que la Terre ne l'est du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...). "En raison de sa grande proximité avec son étoile, nous avions déjà soupçonné que de très grandes marées étaient provoquées sur la planète. Mais nous n'avions pas encore pu le vérifier", explique Yann Alibert, co-auteur de l'étude, professeur d'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Berne et membre du PRN PlanetS.

Les télescopes spatiaux Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en...) et Spitzer avaient déjà observé la planète par le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...). Cependant, c'est en combinant les observations de haute précision du CHEOPS que les chercheurs ont pu mesurer le minuscule signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) de la déformation de la planète par les marées, à des années-lumière de là. Ce faisant, ils et elles ont profité du fait que la planète atténue légèrement la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) de l'étoile chaque fois qu'elle passe devant elle. "Après avoir observé plusieurs de ces "transits", nous avons pu mesurer la déformation. C'est incroyable que nous ayons pu le faire - c'est la première fois qu'une telle analyse se révèle possible", s'enthousiasme Babatunde Akinsanmi, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) au Département d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) de la Faculté des sciences de l'UNIGE et co-auteur de l'étude.

Une planète gonflée

Les résultats de l'équipe de recherche permettent non seulement de tirer des conclusions sur la forme de la planète, mais aussi sur sa composition. En effet, l'équipe a également pu dériver un paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte...) appelé "nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de Love" (du nom du mathématicien (Un mathématicien est au sens restreint un chercheur en mathématiques, par extension toute...) britannique Augustus E. H. Love) à partir de la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du...) de lumière du transit de WASP-103b. Ce paramètre indique comment la masse est répartie au sein de la planète et donne donc également des indices sur sa structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...). "La résistance d'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) à la déformation dépend de sa composition", explique Babatunde Akinsanmi. "Sur Terre, nous ne pouvons voir les marées que dans les océans. La partie rocheuse ne bouge pas beaucoup. Par conséquent, en mesurant à quel point (Graphie) la planète est déformée, nous pouvons déterminer quelle proportion est constituée de roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce...), de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) ou d'eau."

Le nombre de Love de WASP-103b est semblable à celui de Jupiter, la plus grande géante gazeuse (Les géantes gazeuses sont les plus grandes des planètes. Elles sont dites gazeuses, par...) de notre Système solaire. Cela suggère que les structures internes de WASP-103b et de Jupiter sont similaires - même si WASP-103b est deux fois plus grande. "En principe, on s'attendrait à ce qu'une planète ayant 1.5 fois la masse de Jupiter ait à peu près la même taille. Par conséquent, WASP-103b doit être fortement gonflée en raison du chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un...) par son étoile proche, et peut-être d'autres mécanismes", explique Monika Lendl, professeure au Département d'astronomie de la Faculté des sciences de l'UNIGE et co-auteure de l'étude.

Cependant, comme l'incertitude dans la mesure du nombre de Love reste assez élevée, de futures observations avec CHEOPS et le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) spatial James Webb, lancé très récemment, seront nécessaires pour déchiffrer les détails de la déformation due aux marées et de la structure interne de WASP-103b et des exoplanètes comparables. "Cela améliorerait notre compréhension de ces fascinants "Jupiters chauds" et permettrait une meilleure comparaison entre ceux-ci et les planètes géantes de notre Système solaire", conclut Monika Lendl.
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