Des astronomes découvrent une planète qui ne devrait pas exister

La planète ressemblant à Jupiter 8 UMi b, officiellement nommée Halla, orbite autour de l’étoile géante rouge Baekdu (8 UMi) à seulement la moitié de la distance séparant la Terre et le Soleil. À l’aide de deux observatoires de Maunakea sur l’île d’Hawaï – l’observatoire WM Keck et le télescope Canada-France-Hawaii (CFHT) – une équipe d’astronomes dirigée par Marc Hon, un boursier Hubble de la NASA à l’UH IfA, a découvert que Halla persiste malgré la situation normalement périlleuse évolution de Baekdu. En utilisant les observations des oscillations stellaires de Baekdu à partir du satellite d’étude des exoplanètes en transit (TESS) de la NASA, ils ont découvert que l’étoile brûlait de l’hélium dans son noyau, signalant qu’elle s’était déjà énormément étendue en une étoile géante rouge une fois auparavant.

L’étoile aurait gonflé jusqu’à 1,5 fois la distance orbitale de la planète – engloutissant la planète dans le processus – avant de se réduire à sa taille actuelle à seulement un dixième de cette distance.

L’étude est publiée dans le numéro d’aujourd’hui de la revue Nature.

“L’engloutissement planétaire a des conséquences catastrophiques pour la planète ou l’étoile elle-même – ou les deux. Le fait que Halla ait réussi à persister dans le voisinage immédiat d’une étoile géante qui l’aurait autrement engloutie met en évidence la planète comme un survivant extraordinaire”, a déclaré Hon, l’auteur principal de l’étude.

Les observatoires de Maunakea confirment le survivant

La planète Halla a été découverte en 2015 par une équipe d’astronomes coréens en utilisant la méthode de la vitesse radiale, qui mesure le mouvement périodique d’une étoile dû au remorqueur gravitationnel de la planète en orbite. Suite à la découverte que l’étoile devait à un moment donné avoir été plus grande que l’orbite de la planète, l’équipe IfA a effectué des observations supplémentaires de 2021 à 2022 à l’aide du spectromètre échelle haute résolution (HIRES) de l’observatoire Keck et de l’instrument ESPaDOnS du CFHT. Ces nouvelles données ont confirmé que l’orbite presque circulaire de 93 jours de la planète était restée stable pendant plus d’une décennie et que les changements de vitesse radiale devaient être dus à une planète.

“Ensemble, ces observations ont confirmé l’existence de la planète, nous laissant avec la question impérieuse de savoir comment la planète a réellement survécu”, a déclaré l’astronome de l’IfA Daniel Huber, deuxième auteur de l’étude. “Les observations de plusieurs télescopes sur Maunakea ont été essentielles dans ce processus.”

Échapper à l’engloutissement

À une distance de 0,46 unités astronomiques (AU, ou la distance Terre-Soleil) de son étoile, la planète Halla ressemble à des planètes « chaudes » ou « chaudes » de type Jupiter qui auraient commencé sur des orbites plus grandes avant de migrer vers l’intérieur près de leurs étoiles. Cependant, face à une étoile hôte en évolution rapide, une telle origine devient une voie de survie extrêmement improbable pour la planète Halla.

Une autre théorie de la survie de la planète est qu’elle n’a jamais été confrontée au danger d’engloutissement. Semblable à la célèbre planète Tatooine de Star Wars, qui orbite autour de deux soleils, l’équipe pense que l’étoile hôte Baekdu était peut-être à l’origine deux étoiles. Une fusion de ces deux étoiles a peut-être empêché l’une d’entre elles de s’étendre suffisamment pour engloutir la planète.

Une troisième possibilité est que Halla soit un nouveau-né relatif – que la violente collision entre les deux étoiles ait produit un nuage de gaz à partir duquel la planète s’est formée. En d’autres termes, la planète Halla pourrait être une planète de « seconde génération » née récemment.

“La plupart des étoiles se trouvent dans des systèmes binaires, mais nous ne comprenons pas encore pleinement comment les planètes peuvent se former autour d’elles. Par conséquent, il est plausible que davantage de planètes existent autour d’étoiles hautement évoluées grâce aux interactions binaires”, a expliqué Hon.