Une équipe de recherche, dirigée par des astronomes de l’Université de Washington et de l’Université de Harvard, a découvert une plus grande version de la Terre enfermée dans un jeu orbitale de tir à la corde avec une planète beaucoup plus grande, de la taille de Neptune, alors qu’elles gravitent très prés l’une de l’autre, autour de la même étoile, à environ 1 200 années-lumière de la Terre.
Image d’entête : Cette représentation artistique montre ce à quoi Kepler-36c pourrait ressembler à la surface de sa planète voisine, Kepler-36b. (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)
Les planètes occupent presque le même plan orbital et la plus courte distance dans leur approche est de 1,9 million de km, seulement cinq fois la distance Terre-Lune et environ 20 fois plus près l’une de l’autre que toutes les planètes de notre système solaire. Mais le timing de leurs orbites signifie qu’elles ne pourront jamais entrer en collision, selon Eric Agol, un professeur en astronomie et coauteur d’un article relatant la découverte, publié le 21 juin (lien plus bas).
Autour d’une étoile nommée Kepler-36a, dans la constellation du Cygne, tournent les planètes désignées Kepler-36b et Kepler-36c. La planète b, est une planète rocheuse comme la Terre, mais 4,5 fois plus massive et avec un rayon 1,5 fois plus grand. Kepler-36c, qui pourrait être soit gazeuse comme Jupiter, ou liquide, est 8,1 fois plus massive que la Terre et a un rayon 3,7 fois plus grand.
La plus grande planète a d’abord été repérée dans les données du télescope spatial Kepler de la NASA, qui utilise un instrument, appelé photomètre pour mesurer la lumière à partir de lointains objets célestes et permettant la détection d’une planète quand elle transite, ou passe devant son étoile parente, en réduisant brièvement sa lumière.
L’équipe voulait essayer de trouver une seconde planète dans un système où l’on savait déjà qu’il y avait une planète. Agol a suggéré d’appliquer un algorithme, appelé détection d’impulsions quasi périodiques, pour examiner les données de Kepler.
Les données ont révélé une légère variation de la lumière provenant de Kepler-36a (l’étoile) tous les 16 jours, le temps que prend la plus grande planète Kepler-36c pour faire le tour de son étoile. Kepler-36b fait le tour de l’étoile 7 fois pour chaque six orbites de 36c, mais elle n’a pas été découverte tout de suite, en raison de sa petite taille et de la bousculade gravitationnelle occasionnée par sa compagne orbitale. Mais quand l’algorithme a été appliqué aux données, le signal était sans équivoque.
Le fait que les deux planètes soient si proches l’une de l’autre et présentent des modèles orbitaux spécifiques, ont permis aux scientifiques de faire des estimations assez précises des caractéristiques de chaque planète, en fonction de leurs effets gravitationnels l’une sur l’autre et des variations qui en résultent dans les orbites.
Les scientifiques pensent que la plus petite planète est composée de 30 % de fer, moins de 1 % d’hydrogène et d’hélium atmosphérique et probablement pas plus de 15 % d’eau. La plus grande planète, d’autre part, a probablement un noyau rocheux entouré d’une quantité importante d’hydrogène et d’hélium atmosphérique.
Les densités des planètes diffèrent par un facteur de 8, mais leurs orbites diffèrent de seulement 10 %, ce qui rend les explications, concernant les différences dans la composition, difficiles à expliquer pour les scientifiques, en utilisant les modèles actuels de formation des planètes.
L’équipe a également calculé des informations spécifiques concernant l’étoile elle-même, déterminant que Kepler-36a serait de la même masse que le soleil, mais seulement 25 % aussi dense. Elle est légèrement plus chaude et a une teneur moins élevée en métal. Les chercheurs ont conclu que l’étoile est de quelques milliards d’années plus âgés que le soleil et qu’elle ne brule plus d’hydrogène dans son noyau, de sorte qu’elle serait rentrée dans une phase de sous-géante, dans laquelle son rayon est de 60 % supérieure à celui du Soleil.
L’étude publiée sur Science : Kepler-36: A Pair of Planets with Neighboring Orbits and Dissimilar Densities.
A partir Jet Propulsion Laboratory de la NASA : Astronomers Discover Planetary Odd Couple.