Une énorme planète autour d’une petite étoile déconcerte les astronomes
Une équipe d’astronomes annonce la détection d’une planète massive de la taille de Jupiter en orbite autour d’une étoile relativement petite et de faible masse. Le problème est que les voies de formation connues ne prédisent pas l’existence de tels systèmes.
Une configuration inhabituelle
Caractérisée en utilisant les données des installations TRAPPIST-Sud/Nord, SPECULOOS et MuSCAT3, la planète en question évolue autour d’une étoile naine rouge nommée TOI-4860. Situé dans la constellation de Corvus, cet objet aurait une masse équivalente à environ un tiers de celle du Soleil. Sa planète, désignée TOI-4860 b, qui est un peu moins grande que Jupiter, évolue très près de son hôte, complétant une orbite en 1,5 jour terrestre. De ce fait, cette planète est considérée comme un « Jupiter chaud ».
Une telle configuration est inhabituelle. En effet, des planètes comme celle-ci ne sont pas censées se former autour d’étoiles de faible masse. Selon le modèle de formation établi, moins une étoile a de masse, moins le disque de matière autour de cette étoile est massif. Puisque les planètes sont créées à partir de ce disque, on s’attend donc généralement à ce que les planètes de masse élevée comme Jupiter ne se forment pas autour d’étoile de faible masse. Ici, TOI-4860 se présente pourtant comme l’étoile de masse la plus faible hébergeant une planète de masse aussi élevée.
Mais alors, comment une si grande exoplanète a-t-elle pu voir le jour dans ces conditions ? Les chercheurs s’interrogent encore, mais la composition de cet objet pourrait éclairer sur ses origines.`
Illustration d’une planète géante gazeuse étonnamment grande en orbite autour d’une étoile relativement petite. Crédits : Robert Lea
Des éléments lourds détectés sur la planète et son étoile hôte
TOI-4860 b semble être enrichie d’une forte proportion de métaux (un terme utilisé pour décrire des éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium). Les chercheurs ont également détecté une composition similaire dans l’étoile hôte. Selon eux, l’abondance de ces éléments a probablement agi comme un catalyseur pour stimuler le processus de formation de la planète.
Rappelons qu’une étoile qui se forme est généralement entourée d’un disque protoplanétaire composé de gaz et de poussière. Les planètes se forment à partir de l’agrégation de ces matériaux en grains de poussière qui s’accumulent pour former des noyaux solides. Ces noyaux grandissent alors progressivement en capturant davantage de gaz et de poussière du disque jusqu’à devenir des planètes.
Dans le cas des étoiles plus massives, la quantité de métaux dans le disque protoplanétaire peut être relativement élevée, ce qui favorise la formation rapide de noyaux planétaires. Cependant, les étoiles plus petites ont tendance à avoir des disques moins riches en métaux, ce qui peut ralentir le processus de formation de planètes autour de ces étoiles.
Pour le cas qui nous intéresse, détaillé dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters., si l’on détecte une grande planète autour d’une petite étoile, que l’abondance de métaux dans la planète est élevée et que cette composition est également observée dans l’étoile hôte, cela pourrait donc indiquer que le disque protoplanétaire était lui aussi enrichi en métaux. Dans un tel scénario, les métaux auraient alors agi comme un catalyseur pour accélérer la formation de la planète en favorisant l’agrégation rapide de matériaux solides dans le disque, permettant ainsi à la planète de croître plus rapidement et de devenir plus massive.
Source : sites Internet