Nouvelle découverte d'exoplanète développe une meilleure compréhension de la formation des planètes

3 août 2023

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par l'Université de Birmingham

Une équipe internationale de scientifiques a découvert une planète de la taille de Jupiter inhabituelle en orbite autour d'une étoile de faible masse appelée TOI-4860, située dans la constellation du Corbeau.

Le nouvel géante gazeuse découverte, appelée TOI-4860 b, est une planète inhabituelle pour deux raisons: On ne s'attend pas à ce que des étoiles d'une masse aussi faible hébergent des planètes comme Jupiter, et la planète semble être particulièrement enrichie en éléments lourds.

L'étude, dirigée par des astronomes de l'Université de Birmingham, est publiée aujourd'hui dans une lettre publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

La planète a été initialement identifiée à l'aide du satellite d'observation des exoplanètes en transit de la NASA en tant qu'occultation de la luminosité lorsqu'elle transite devant son étoile hôte, mais ces données seules n'étaient pas suffisantes pour confirmer qu'il s'agissait d'une planète.

L'équipe a utilisé l'Observatoire South SPECULOOS, situé dans le désert d'Atacama au Chili, pour mesurer le signal planétaire dans plusieurs longueurs d'onde et valider la nature planétaire. Les astronomes ont également observé la planète juste avant et après qu'elle ait disparu derrière son étoile hôte, constatant qu'il n'y avait aucun changement de lumière, ce qui signifie que la planète n'émettait rien. Enfin, l'équipe a collaboré avec un groupe japonais utilisant le télescope Subaru à Hawaï. Ensemble, ils ont mesuré la masse de la planète pour la confirmer définitivement.

Le suivi de cette étoile et la confirmation de sa planète ont été l'initiative d'un groupe d'étudiants en doctorat au sein du projet SPECULOOS.

George Dransfield, l'un de ces étudiants en doctorat, qui a récemment soumis sa thèse à l'Université de Birmingham, explique: « Selon le modèle canonique de formation des planètes, moins une étoile a de masse, moins est massive le disque de matériau autour de cette étoile.

«Étant donné que les planètes sont créées à partir de ce disque, on s'attendait largement à ce que des planètes de grande masse comme Jupiter ne se forment pas. Cependant, nous étions curieux à ce sujet et voulions vérifier si des candidats planétaires il était possible. TOI-4860 est notre première confirmation et aussi l'étoile de plus faible masse hébergeant une planète de si grande masse. »

Amaury Triaud, professeur d'exoplanétologie à l'Université de Birmingham qui a dirigé l'étude, a déclaré: «Je suis très reconnaissant aux brillants étudiants en doctorat de notre équipe d'avoir proposé d'observer des systèmes comme TOI-4860. Leur travail a vraiment porté ses fruits car des planètes comme TOI-4860 sont essentielles pour approfondir notre compréhension de la formation des planètes.

« Un indice de ce qui aurait pu se produire est caché dans les propriétés planétaires, qui semblent particulièrement enrichies en éléments lourds. Nous avons détecté quelque chose de similaire dans l'étoile hôte aussi, il est donc probable qu'une abondance d'éléments lourds ait catalysé le processus de formation de la planète. »

La nouvelle géante gazeuse met environ 1,52 jour à effectuer une orbite complète autour de son étoile hôte, mais en raison de sa faible masse et de son étoile hôte froide, la planète elle-même peut être qualifiée de « Jupiter chaud ». C'est une sous-classe de planète qui suscite un intérêt particulier pour les astronomes qui cherchent à approfondir leurs observations initiales et à en apprendre davantage sur la formation de ces types de planètes.

Mathilde Timmermans, une autre étudiante du projet SPECULOOS travaillant à l'Université de Liège en Belgique, conclut: «Grâce à sa durée orbitale très courte et aux propriétés de son étoile hôte, la découverte de TOI-4860 b offre une excellente occasion d'étudier les propriétés atmosphériques d'un Jupiter chaud et d'en apprendre davantage sur la formation des géantes gazeuses. »

Récemment, l'équipe s'est vu accorder du temps d'observation avec le Very Large Telescope, au Chili, qu'elle compte utiliser pour confirmer plusieurs autres planètes ayant des propriétés similaires.

Informations sur la revue: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Fourni par l'Université de Birmingham