Des planètes ont survécu à leur ingestion par une géante rouge

Publié par Adrien le 22/12/2011 à 00:00
Source: Daniel Baril - Université de Montréal

Vue d'artiste des deux planètes chthoniennes en orbite autour de leur étoile (Image fournie par l'Université de Toulouse)
Les recherches sur les exoplanètes conduisent de surprise en surprise. Chaque nouvelle découverte défie les modèles élaborés à partir des connaissances tirées de notre système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...) et contribue ainsi à une meilleure compréhension de la formation de tels système.

L'une des plus récentes découvertes dans ce domaine a été réalisée par une équipe de l'Université de Montréal (L’Université de Montréal est l'un des quatre établissements d'enseignement...) et de l'Université de Toulouse (Cette page est consacrée au PRES Université de Toulouse. Pour les pages sur les...) dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) où on ne s'attendait pas à trouver des planètes, c'est-à-dire autours d'une ancienne étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le...) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) qui en est presque arrivée à sa phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) finale.

"Notre découverte a battu plusieurs 'records': ces planètes sont les plus petites, les plus chaudes, les plus rapprochées de leur étoile et les rapides qui aient été observées jusqu'à maintenant", affirme Gilles Fontaine, professeur au Département de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande...). Tous les principaux chercheurs qui ont participé à cette recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...), dont les résultats viennent d'être publiés dans le numéro du 22 décembre de Nature, sont de ses anciens étudiants, dont Stéphane Charpinet, de l'Université de Toulouse, qui a dirigé les travaux.

Survivre à l'enfer !

Ce système planétaire (Un système planétaire (parfois appelé abusivement système stellaire) est...) gravite autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de l'étoile joliment nommée KIC 05807616 située à environ 3900 années-lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), dans le voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la...) des constellations du Cygne (Cygnus est un genre d'oiseaux de la famille des Anatidae. C'est le genre des cygnes, de grands...) et de la Lyre. Il y a quelques milliards d'années, cette étoile ressemblait à notre soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...), quoique de taille légèrement plus petite. Puis elle s'est réchauffée progressivement et a pris de l'expansion pour atteindre jusqu'à 1000 fois son volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...). Elle était alors devenue une géante rouge.

Au moins deux planètes gazeuses géantes, du type de Jupiter, orbitaient autour de cette étoile et ont ainsi été littéralement gobées par l'expansion de l'enveloppe gazeuse de leur hôte. En refroidissant, l'astre a considérablement diminué de volume, un processus qui se poursuit encore aujourd'hui et qui le mènera vers son stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe...) final de naine blanche (Une naine blanche est un objet céleste gazeux issu de l'évolution d'une étoile de...). Le plus incroyable, c'est que les deux planètes ont survécu à cet enfer extrême !

Elles ont évidemment perdu leurs couches gazeuses mais il subsiste des noyaux composés de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...) et d'autres métaux lourds. Ces noyaux sont plus petits que la Terre et représentent respectivement 75 et 87% de la taille de notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...). Elles sont très près de l'étoile, soit à moins de un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...) de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...). Par comparaison, Mercure se trouve à une distance moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) de 58 M de km du Soleil.

"Elles sont si près de leur étoile qu'elles en font le tour en cinq à huit heures (L'heure est une unité de mesure  :)", précise Gilles Fontaine. La température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) à leur surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) peut monter jusqu'à 9 000 degrés ! Mais elles ont affronté des chaleurs beaucoup plus élevées lorsqu'elles étaient absorbées par l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de l'étoile.

À de telles températures, les métaux ne devraient-il pas se volatiliser? "C'est en effet ce qui se produit, répond le professeur. On parle alors de sublimation parce que le métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des...) ne passe pas par l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...). Le processus se poursuit encore aujourd'hui et même dans 100 millions d'années, il subsistera encore des noyaux."

Les planètes influent sur les étoiles

Selon l'équipe de chercheurs, les deux planètes géantes n'ont pas seulement été rejointes par l'expansion de l'étoile; elles auraient aussi été attirées par elle et auraient ainsi accéléré sa perte de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) en favorisant la dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un...) de son enveloppe gazeuse dans l'espace. "C'est l'aspect le plus intéressant de notre découverte, déclare Gilles Fontaine. C'est la première fois qu'on montre que des planètes peuvent avoir un effet sur l'évolution de leur étoile."

Cette découverte a été réalisée à l'aide du télescope spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le...) Kepler, un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) spécialement conçu pour rechercher des exoplanètes, notamment par le transit de celles-ci devant les étoiles. Mais l'équipe de Gilles Fontaine ne recherchait pas de planètes. Leur domaine est plutôt celui de la sismologie des étoiles à vibration variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle...), une catégorie dont fait partie KIC 05807616. Mais le système planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire...) de cette étoile ne passe pas en transit devant l'astre qui n'avait donc pas retenue l'attention des chercheurs de planète.

"C'est en remarquant de très faibles modulations de l'ordre de 0,005% dans la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit...) de ce système, modulations produites par les différentes phases des planètes et non par la vibration de l'étoile, que nous avons déduit leur présence, explique le professeur. Il s'agit donc d'une découverte fortuite. La poubelle de Kepler renferme sans doute beaucoup d'autres trésors !"
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