Une mission spatiale européenne a découvert un système à résonance orbitale qui renseigne les astronomes sur la formation et l’évolution du système planétaire.
L’Agence spatiale européenne (ESA) mène un certain nombre de missions en cours pour découvrir et étudier les exoplanètes, qui sont des planètes situées en dehors de notre système solaire.
L’une de ces missions, Cheops (CHaracterising ExOPplanet Satellite), a découvert un système stellaire rare situé à environ 100 années-lumière.
C’est une découverte importante car elle peut nous renseigner sur la formation et l’évolution du système planétaire, selon l’ESA.
Cheops a découvert que l’étoile, nommée HD110067, est entourée d’au moins six planètes en orbite, et la configuration orbitale de ces planètes montre que le système est en grande partie inchangé depuis sa formation, il y a plus d’un milliard d’années.
« Nous pensons qu’environ un pour cent seulement de tous les systèmes restent en résonance », a déclaré Rafael Luque du département d’astronomie de l’Université de Chicago. C’est pourquoi le HD110067 est spécial et mérite une étude plus approfondie.
« Cela nous montre la configuration vierge d’un système planétaire qui a survécu intact ».
Les baisses de luminosité de l’étoile ont été détectées pour la première fois par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA en 2020 – un signe qu’il pourrait y avoir des planètes passant entre l’étoile et notre vision de sa lumière.
Initialement, les astronomes pensaient que les données révélaient deux planètes possibles, mais deux ans plus tard, de nouvelles données de TESS suggéraient que l’hypothèse initiale n’avait pas de sens, mais présentaient plutôt la preuve de deux planètes possibles différentes.
« C’est à ce moment-là que nous avons décidé d’utiliser Cheops. Nous sommes allés à la pêche aux signaux parmi toutes les périodes potentielles que ces planètes pouvaient avoir », a expliqué Luque.
Planètes en « résonance orbitale »
Les planètes sont en résonance orbitale, ce qui signifie que leurs périodes orbitales peuvent être exprimées sous la forme d’un rapport de deux nombres entiers.
Dans le cas de HD110067, il a été constaté que la planète la plus éloignée mettait 20,519 jours pour orbiter, soit presque exactement 1,5 fois la période orbitale de la planète suivante avec 13,673 jours. Cela représente à son tour près de 1,5 fois la période orbitale de la planète intérieure, avec 9,114 jours.
En faisant correspondre ces données aux données encore inexpliquées, l’équipe a pu identifier qu’il y avait trois autres planètes dans le système.
« Chéops nous a donné cette configuration résonante qui nous a permis de prédire toutes les autres périodes. Sans cette détection de Chéops, cela aurait été impossible », a expliqué Luque.
Les systèmes planétaires à résonance orbitale sont très rares, car la grande majorité des systèmes ont vu l’évolution naturelle des orbites planétaires interrompue. Cela pourrait être dû à une planète massive dans le système affectant les plus petites avec son effet gravitationnel plus important, à une rencontre rapprochée avec une étoile qui passe, ou même à un événement d’impact sur l’une des planètes.
« Comme le dit notre équipe scientifique : Chéops fait des découvertes exceptionnelles qui semblent ordinaires. Sur seulement trois systèmes résonants connus de six planètes, celui-ci est maintenant le deuxième découvert par Chéops, et en seulement trois ans d’exploitation », a déclaré Maximilian Günther, Scientifique du projet ESA pour Cheops.
Les autres missions dédiées aux exoplanètes de l’ESA sont Plato et Ariel.
Plato devrait être lancé en 2026 et utilisera son ensemble de caméras pour étudier les exoplanètes semblables à la Terre en orbite jusqu’à la zone habitable des étoiles semblables au Soleil, mesurant la taille de la planète et découvrant les exomoons et les anneaux autour d’elles.
Ariel, quant à lui, devrait être lancé en 2029 et analysera la composition chimique de l’atmosphère des exoplanètes.
Les résultats des trois missions devraient révéler à quoi ressemblent les exoplanètes et leurs systèmes, et nous dire à quel point notre propre système solaire est unique.
