Une nouvelle découverte d’exoplanètes permet de mieux comprendre la formation des planètes

La géante gazeuse récemment découverte, nommée TOI-4860 b, est une planète inhabituelle pour deux raisons : des étoiles d’une masse aussi faible ne devraient pas héberger des planètes comme Jupiter, et la planète semble être particulièrement enrichie en éléments lourds.

L’étude, menée par des astronomes de l’Université de Birmingham, est publiée aujourd’hui (vendredi 4^e août) dans une lettre publiée dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

La planète a été initialement identifiée à l’aide du satellite Transiting Exoplanet Survey de la NASA comme une goutte de luminosité lors du transit devant son étoile hôte, mais ces données à elles seules étaient insuffisantes pour confirmer qu’il s’agissait d’une planète.

L’équipe a utilisé l’observatoire SPECULOOS Sud, 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 sa disparition derrière son étoile hôte, remarquant qu’il n’y avait aucun changement de lumière, ce qui signifie que la planète n’en émettait aucune. Enfin, l’équipe a collaboré avec un groupe japonais utilisant le télescope Subaru à Hawai’i. Ensemble, ils ont mesuré la masse de la planète pour la confirmer pleinement.

Suivre cette étoile et confirmer sa planète était l’initiative d’un groupe de doctorants au sein du projet SPECULOOS.

George Dransfield, l’un de ces doctorants, qui a récemment soutenu sa thèse à l’Université de Birmingham, explique : « Selon le modèle canonique de formation des planètes, moins une étoile a de masse, moins le disque de matière autour de cette étoile est massif.

“Puisque les planètes sont créées à partir de ce disque, on s’attendait généralement à ce que les planètes de masse élevée comme Jupiter ne se forment pas. Cependant, nous étions curieux à ce sujet et voulions vérifier les candidats planétaires pour voir si c’était possible. TOI-4860 est notre première confirmation et aussi l’étoile de masse la plus faible hébergeant une planète de masse aussi élevée.”

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

“Un indice de ce qui aurait pu se passer est caché dans les propriétés planétaires, qui semblent particulièrement riches en éléments lourds. Nous avons également détecté quelque chose de similaire dans l’étoile hôte, 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 pour effectuer une orbite complète autour de son étoile hôte, mais comme son hôte est une étoile froide de faible masse, la planète elle-même peut être qualifiée de “Jupiter chaud”. Il s’agit d’une sous-classe de planètes qui présente un intérêt particulier pour les astronomes qui cherchent à s’appuyer sur leurs observations initiales et à en savoir plus sur la formation de ces types de planètes.

Mathilde Timmermans, autre étudiante du projet SPECULOOS, travaillant à l’Université de Liège en Belgique conclut : “Grâce à sa très courte période orbitale, et aux propriétés de son étoile hôte, la découverte de TOI-4860 b offre une brillante opportunité de étudiez les propriétés atmosphériques d’un Jupiter chaud et apprenez-en davantage sur la formation des géantes gazeuses.”

Récemment, l’équipe a reçu du temps de télescope au Very Large Telescope, au Chili, qu’elle a l’intention d’utiliser pour confirmer plusieurs autres planètes aux propriétés similaires.