Une planète bien trop grosse pour sa si petite étoile

Des astronomes ont trouvé quelque chose qu’ils pensaient être impossible : une géante gazeuse de la taille de Jupiter en orbite autour d’une naine rouge de la moitié de la masse et de la taille du Soleil.

La planète, appelée NGTS-1b, est la plus grande par rapport à son étoile jamais trouvée, tellement que les scientifiques n’étaient même pas sûrs que cela soit possible. Cette découverte pourrait constituer un défi pour nos théories actuelles sur la formation planétaire.

Selon le responsable de la recherche, Daniel Bayliss de l’université de Warwick (Royaume-Uni) :

La découverte de NGTS-1b nous a complètement surpris, on ne pensait pas que de telles planètes massives existaient autour de ces petites étoiles. Il s’agit de la première exoplanète que nous ayons trouvée avec notre nouvelle installation NGTS et nous contestons déjà des idées reçues quant à la formation des planètes.

Notre défi est maintenant de découvrir à quel point ces types de planètes sont communs dans la galaxie, et avec la nouvelle installation NGTS nous sommes bien placés pour faire exactement cela.

Observée à l’aide du Next-Generation Transit Survey (NGTS), un ensemble de 12 télescopes à l’Observatoire du Cerro Paranal dans le nord du Chili, NGTS-1b se trouve à environ 600 années-lumière de la Terre. C’est ce qu’on appelle un Jupiter chaud, une géante gazeuse de taille similaire à Jupiter, mais beaucoup plus proche de son étoile, donc plus chaude et avec une période orbitale beaucoup plus courte. NGTS-1b a environ 20 % moins de masse que Jupiter. Les théories actuelles sur la formation planétaire ne permettent pas aux planètes de cette taille d’être accompagnées d’une si petite étoile.

Comme pour l’image d’entête : représentation artistique de la géante gazeuse NGTS-1b et de son étoile, une naine rouge. Mark Garlick/ Université de Warwick)

La formation des planètes se produit généralement plus lentement autour des petites étoiles et il y a souvent moins de matière disponible, ainsi cette géante gazeuse représente un véritable casse-tête.

Elle orbite également très près de son étoile, à moins de 3% de la distance entre la Terre et le Soleil. Elle complète une orbite en seulement 2,6 jours terrestres.

Quant à l’étoile elle-même, c’est une naine rouge de classe M. C’est très petit, environ la moitié du rayon et la moitié de la masse du Soleil. Cela signifie qu’elle est encore plus grande que la planète, le rayon de Jupiter est environ un dixième de celui du Soleil, donc le rayon de NGTS-1b serait entre un cinquième et un quart de celui de son étoile, à quelque chose près.

Mais les naines rouges de classe M sont aussi les étoiles les plus nombreuses de notre galaxie, représentant environ 75% de toutes les étoiles proches. C’est parce qu’elles sont moins actives, moins chaudes que les autres étoiles, et donc elles n’épuisent pas leur hydrogène aussi rapidement, ce qui les rend à la fois plus durables et abondantes.

Puisque la planète inhabituellement grande est jumelée avec une étoile aussi commune, cela signifie que d’autres combinaisons comme celle-ci peuvent exister ailleurs. Il est possible que nous n’ayons tout simplement pas encore les outils pour les détecter.

Selon le chercheur Peter Wheatley de l’université de Warwick et responsable du NGTS :

NGTS-1b fut difficile à trouver, en dépit d’être une aussi grosse planète, parce que son étoile est petite et pâle.Les petites étoiles sont en fait les plus communes dans l’Univers, il est donc possible qu’il y ait beaucoup de ces planètes géantes à trouver.

Ayant travaillé pendant près d’une décennie pour développer le réseau de télescopes NGTS, il est passionnant de voir de nouveaux types de planètes inattendues et je suis impatient de voir quels autres types de nouvelles planètes nous pouvons trouver.

L’étude a été publiée dans The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et peut être consultée sur ArXiv (PDF) : NGTS-1b: A hot Jupiter transiting an M-dwarf. Présentée sur le site de l’université de Warwick : ‘Monster’ planet discovery challenges formation theory.