Une nouvelle planète géante, preuve de possibles collisions planétaires

La masse de TOI-1853b est presque deux fois supérieure à celle de toute autre planète de taille similaire connue et sa densité est incroyablement élevée, ce qui signifie qu’elle est composée d’une fraction de roche plus importante que ce à quoi on pourrait généralement s’attendre à cette échelle.

Dans l’étude, publiée aujourd’hui dans Nature, des scientifiques dirigés par Luca Naponiello de l’Université de Rome Tor Vergata et de l’Université de Bristol suggèrent que cela est le résultat de collisions planétaires. Ces énormes impacts auraient supprimé une partie de l’atmosphère plus légère et de l’eau, laissant derrière eux une multitude de roches.

Le Dr Phil Carter, associé de recherche principal et co-auteur de l’École de physique de Bristol, a expliqué : « Nous disposons de preuves solides de collisions hautement énergétiques entre des corps planétaires de notre système solaire, comme l’existence de la Lune sur Terre, et de bonnes preuves provenant d’un petit nombre de corps planétaires. exoplanètes.

“Nous savons qu’il existe une grande diversité de planètes dans les systèmes exoplanétaires ; beaucoup n’ont pas d’analogue dans notre système solaire mais ont souvent des masses et des compositions entre celles des planètes rocheuses et de Neptune/Uranus (les géantes de glace).

“Notre contribution à l’étude a consisté à modéliser des impacts géants extrêmes qui pourraient potentiellement retirer l’atmosphère plus légère et l’eau/glace de la plus grande planète d’origine afin de produire la densité extrême mesurée.

“Nous avons découvert que le corps planétaire initial aurait probablement dû être riche en eau et subir un impact géant extrême à une vitesse supérieure à 75 km/s afin de produire TOI-1853b comme on l’observe.”

Cette planète fournit de nouvelles preuves de la prévalence des impacts géants dans la formation des planètes à travers la galaxie. Cette découverte permet de relier les théories de formation de planètes basées sur le système solaire à la formation d’exoplanètes. La découverte de cette planète extrême offre de nouvelles perspectives sur la formation et l’évolution des systèmes planétaires.

Jingyao Dou, étudiant de troisième cycle et co-auteur, a déclaré : « Cette planète est très surprenante ! Normalement, nous nous attendons à ce que les planètes se formant avec autant de roches deviennent des géantes gazeuses comme Jupiter qui ont des densités similaires à celles de l’eau.

“TOI-1853b a la taille de Neptune mais a une densité supérieure à celle de l’acier. Nos travaux montrent que cela peut se produire si la planète a connu des collisions planète-planète extrêmement énergétiques au cours de sa formation.

“Ces collisions ont détruit une partie de l’atmosphère plus légère et de l’eau, laissant une planète à haute densité et considérablement enrichie en roches.”

L’équipe prévoit désormais des observations de suivi détaillées de TOI-1853b pour tenter de détecter toute atmosphère résiduelle et d’examiner sa composition.

Le professeur agrégé et co-auteur, le Dr Zoë Leinhardt, a conclu : « Nous n’avions pas étudié auparavant des impacts géants aussi extrêmes car ils ne sont pas quelque chose à quoi nous nous attendions. Il y a beaucoup de travail à faire pour améliorer les modèles de matériaux qui sous-tendent nos simulations et pour étendre la gamme d’impacts géants extrêmes modélisés.

Les simulations ont été réalisées à l’aide des installations informatiques du Advanced Computing Research Centre de l’Université de Bristol. Les bailleurs de fonds comprennent le Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC) et le China Scholarship Council.