Les exoplanètes de tous les records (des précisions...)

Publié par Michel le 23/12/2011 à 00:00
Source: CNRS-INSU
Deux noyaux d'anciennes planètes géantes ayant perdu leur enveloppe gazeuse, tournant autour du résidu d'un coeur de géante rouge: c'est un système planétaire en ruines que vient de découvrir une équipe internationale menée par un chercheur CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics...) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers...) et planétologie (La planétologie est la science de l'étude des planètes. La discipline recouvre de nombreuses branches de la science ; son domaine d'étude...) (CNRS/Université Toulouse 3 Paul Sabatier). Ces deux exoplanètes sont les plus petites, les plus chaudes et les plus proches de leur étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) jamais découvertes à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...). Voilà qui pourrait apporter un éclairage nouveau sur la destinée des systèmes planétaires. Ce résultat a été publié dans la revue Nature du 22 décembre 2011 (voir aussi notre news (NeWS est un système de fenêtrage conçu par James Gosling (qui a contribué à Java) et introduit par Sun Microsystems à la fin des années 1980 n'a pas connu de...) d'hier).


Planètes chthoniennes (2) proches du coeur d'une ancienne étoile géante rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.).
© S. Charpinet.

C'est en analysant les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) du satellite (Satellite peut faire référence à :) Kepler de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable...) sur les pulsations de l'étoile KIC 05807616 qu'une équipe d'astrophysiciens, menée par le Français Stéphane Charpinet, de l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), remarque une présence intrigante: deux infimes modulations périodiques de 5,76 et 8,23 heures (L'heure est une unité de mesure  :), d'à peine 0.005% de la brillance de l'étoile. Les astrophysiciens devinent alors la présence de deux corps en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.), ces variations ne pouvant être attribuées aux oscillations de l'étoile ou à d'autres causes.Les variations observées proviennent de la réflexion de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) de l'étoile sur la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique,...) éclairée de ces corps et de la variation de l'émission thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts...) entre leur hémisphère éclairé, le plus chaud, et celui maintenu dans l'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement partiellement opaque) entre une source de lumière...), plus froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.). Les calculs des chercheurs montrent que pour produire d'aussi petites variations de brillance, la taille des corps en orbite doit être comparable à celle de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus...), probablement 0,76 et 0,87 rayons terrestres, soit les plus petites planètes détectées à ce jour autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) d'une étoile toujours active autre que le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...) (1).

Autre record, ces planètes sont les plus proches de leur étoile jamais observées: seulement 897 000 km et 1 137 000 km ! Des astres errants bien téméraires comparés à Mercure, la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...) la plus proche du Soleil, pourtant située à environ 58 millions de km de lui. Comme l'étoile KIC 05807616 est particulièrement chaude, avec une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...) de 27 400 °C en surface, la température sur ces deux planètes pourrait atteindre 7700 à 8700 °C dans l'hémisphère éclairé, encore un record ! Alors qu'il fait "seulement" 470 °C à la surface de Vénus, la planète la plus chaude de notre système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis...).

De quoi interpeler les astrophysiciens sur la nature de ces corps susceptibles de survivre à un tel enfer, si proches de leur étoile hôte. Explication la plus plausible: il s'agirait des restes d'anciennes planètes géantes gazeuses. Ces astres autrefois semblables à des "Jupiter" chauds devaient orbiter (Orbiter est un simulateur de vol spatial réaliste, diffusé sous forme de graticiel (mais non open source), pour le système d’exploitation Windows, créé par le Dr Martin Schweiger, professeur à la...) près de leur étoile brûlant encore de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) dans son noyau. Arrivée en fin de vie (La vie est le nom donné :), KIC 05807616 enfla pour devenir une géante rouge. Les planètes l'entourant auraient été immergées dans ses hautes couches et leur enveloppe se serait alors totalement évaporée. De cet épisode extrême ne restent aujourd'hui que les ruines du système planétaire (Un système planétaire (parfois appelé abusivement système stellaire) est composé de planètes et divers corps célestes inertes (astéroïdes, comètes...)...): les planètes réduites à leur seul noyau dense, principalement constitué de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant...) et d'autres éléments lourds, et KIC 05807616, coeur d'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il ouvre la série des gaz nobles dans le tableau périodique des éléments. Son point...) en fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion...) de l'ancienne géante rouge surmonté d'une mince couche d'hydrogène. En effet, pour former l'étoile actuelle, la géante rouge a dû éjecter la quasi totalité de son enveloppe par un mécanisme amplifiant la perte de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du...), et les deux planètes découvertes autour de cette étoile pourraient avoir déclenché (Un déclenché (ou tonneau déclenché) est une figure de voltige aérienne.) ce processus.

Notes:

(1) Des planètes plus petites ont déjà été détectées, mais autour de pulsars, des étoiles à neutrons qui sont les restes inertes de supernovae. Ces planètes se seraient formées après l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement, plus la...) de l'étoile à partir des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) éjectés dans l'explosion.

(2) Les noyaux solides d'anciennes planètes gazeuses évaporées sont appelés des planètes chthoniennes.


Référence:

"A compact system of small planets around a former red-giant star". S. Charpinet, G. Fontaine, P. Brassard, E.M. Green, V. Van Grootel, S.K. Randall, R. Silvotti, A.S. Baran, R.H. Østensen, S.D. Kawaler, & J.H. Telting. Nature, 2011 Dec. 22.
DOI 10.1038/nature10631
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