Découverte de la plus massive des exoplanètes en transit

Des astronomes du CfA (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) ont annoncé avoir découvert la planète extrasolaire en transit connue la plus massive. La planète géante gazeuse, appelée HAT-P-2b (ou HD 147506b), représente plus de huit fois la masse de Jupiter, la plus grande planète dans notre Système Solaire. Sa puissante gravité l'entasse dans une boule légèrement plus grande que Jupiter.


HAT-P-2b montre d'autres caractéristiques peu communes. Elle a une orbite fortement ovale qui l'amène à près de 5 millions de kilomètres de son étoile avant de l'emporter trois fois plus loin, à une distance de 15,5 millions de kilomètres. Si l'orbite de la Terre était aussi elliptique, nous ferions une boucle allant presque à Mercure pour pratiquement atteindre ensuite Mars. En raison de son orbite, HAT-P-2b se réchauffe énormément quand elle passe près de l'étoile, puis se refroidit lorsque sa boucle l'éloigne à nouveau. Bien quelle ait une période orbitale très courte de seulement 5,63 jours, c'est la planète de plus longue période connue qui transite, ou passe devant, son étoile hôte.

"Cette planète est si peu habituelle que nous avons d'abord pensé que c'était une fausse alerte - quelque chose qui semblait être une planète mais qui ne l'était pas," commente l'astronome Gaspar Bakos du CfA. "Mais nous avons éliminé chaque autre possibilité, aussi nous savions que nous avions une planète vraiment étrange." Bakos est l'auteur principal d'un article soumis à Astrophysical Journal décrivant la découverte.

HAT-P-2b satellise une étoile de type F, qui est presque deux fois aussi grande et légèrement plus chaude que le Soleil, située à environ 440 années-lumière dans la constellation d'Hercule. Une fois tous les 5 jours et 15 heures, elle passe directement devant l'étoile vue depuis la Terre - une sorte de mini éclipse. Un tel passage donne aux astronomes une occasion unique de mesurer la taille physique d'une planète à partir de la quantité de diminution de luminosité.

Presque une étoile...

Ces mesures de luminosité pendant le passage prouvent que HAT-P-2b fait environ 1,18 fois la taille de Jupiter. En mesurant comment l'étoile vacille pendant que la pesanteur de la planète l'attire, les astronomes ont déduit que la planète contient environ 8,2 fois la masse de Jupiter. Une personne de 75 kilogrammes sur Terre ferait pencher la balance à 1050 kilogrammes, et subirait 14 fois la gravité de la Terre en se tenant à la surface visible (en haut des nuages) de HAT-P-2b.

L'astronome du CfA et co-auteur Robert Noyes indique: "Toutes les autres planètes en transit connues sont des "Jupiters chaudes". HAT-P-2b est chaude, mais ce n'est pas une Jupiter. Elle est beaucoup plus dense qu'une planète comme Jupiter ; en fait, elle est aussi dense que la Terre bien qu'elle soit principalement faite d'hydrogène."

"Cet objet est proche de la frontière entre une étoile et une planète," ajoute le co-auteur Dimitar Sasselov de Harvard. "Avec 50% de plus de masse, elle aurait pu commencer la fusion nucléaire pendant une courte période."

Une caractéristique étonnante de HAT-P-2b est son orbite fortement excentrique (e=0,5). Les forces gravitationnelles entre l'étoile et la planète tendent à rendre circulaire l'orbite d'une planète rapprochée. Il n'y a aucune autre planète connue ayant à la fois une telle excentricité et une orbite si proche. De plus, toutes les autres planètes en transit connues ont des orbites circulaires.

L'explication la plus probable est la présence d'un second monde situé plus à l'extérieur dont la gravitation influence HAT-P-2b et perturbe son orbite. Bien que les données existantes ne puissent pas confirmer une deuxième planète, elles ne peuvent pas l'exclure non plus.

HAT-P-2b satellise l'étoile HD 147506. Avec la magnitude visuelle de 8.7, HD 147506 est la quatrième étoile la plus lumineuse connue pour héberger une planète en transit, rendant l'étoile (mais pas la planète) visible dans un petit télescope de 75 mm.

HAT-P-2b a été découverte en utilisant un réseau de petits télescopes automatisés connu sous le nom de HATNet, qui a été conçu et construit par Bakos. Le réseau HAT se compose de six télescopes, quatre à l'Observatoire Whipple du Smithsonian Astrophysical Observatory en Arizona et deux à son installation au Submillimeter Array d'Hawaii. En tant qu'élément d'une campagne internationale, le télescope Wise HAT, situé dans le désert de Negev (Israël) a également participé à la découverte. Les télescopes HAT conduisent des observations robotiques par chaque nuit claire, chacune couvrant un secteur du ciel de 300 fois la taille de la Pleine Lune avec chaque exposition. Environ 26 000 observations différentes ont été faites pour détecter les diminutions périodiques d'intensité dues au transit.