La planète qui ne devrait pas exister

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Au moment d’écrire ces lignes, près de 5300 exoplanètes couvrant environ 4000 systèmes planétaires ont été confirmées dans notre univers. Avec chaque nouvelle découverte d’exoplanètes, les scientifiques continuent d’en apprendre davantage sur la formation et l’évolution planétaires, ce qui a déjà ébranlé notre compréhension de ce processus jusqu’au cœur même. Un exemple en est les « Hot Jupiters », qui sont des exoplanètes de la taille de Jupiter, ou plus grandes, qui orbitent plus près de leurs étoiles parentes que Mercure ne le fait des nôtres. Cela contraste fortement avec notre propre système solaire, qui a des planètes rocheuses plus proches de notre Soleil et des planètes géantes gazeuses beaucoup plus éloignées.

Par conséquent, il est juste qu’une découverte récente publiée dans Le Journal Astrophysique continue de pousser notre compréhension du cosmos. Dans cette étude, une équipe internationale de chercheurs dirigée par la Carnegie Institution for Science confirme l’existence d’une nouvelle exoplanète de la taille de Jupiter, TOI-5205b, en orbite autour d’une jeune étoile naine rouge (naine M) de faible masse, TOI-5205, situé à environ 87 parsecs (284 années-lumière) de la Terre.

Ce qui rend cette découverte unique, c’est que la masse de TOI-5205b est assez importante pour orbiter une si jeune et petite étoile naine rouge, remettant ainsi en question les connaissances antérieures sur la formation et l’évolution planétaires. En effet, les exoplanètes géantes gazeuses ont traditionnellement été observées en orbite autour d’étoiles naines M plus anciennes et plus grandes.

“L’étoile hôte, TOI-5205, est à peu près quatre fois plus grande que Jupiter, mais elle a réussi à former une planète de la taille de Jupiter, ce qui est assez surprenant !” s’est exclamé le Dr Shubham Kanodia, chercheur postdoctoral au Carnegie Earth & Planets Lab et expert des étoiles naines rouges, et auteur principal de l’étude. Le Dr Shubham a également récemment discuté de la découverte dans un article de blog détaillé. En utilisant la nourriture comme analogie, Jupiter en orbite autour de notre Soleil équivaut à un pois en orbite autour d’un pamplemousse, alors que TOI-5205b en orbite autour de son étoile mère équivaudrait à un pois en orbite autour d’un citron.

Illustration d’artiste démontrant des comparaisons de taille de TOI-5205b en orbite autour de son étoile mère (à gauche) par rapport à Jupiter en orbite autour de notre Soleil (à droite). (Crédit d’illustration : Katherine Cain/Carnegie Institution for Science)

La théorie générale de la formation planétaire commence par un disque massif et rotatif de gaz et de poussière entourant de jeunes étoiles, les planètes gazeuses étant initialement formées à partir de matériaux rocheux comprenant environ 10 masses terrestres. Au fil du temps, ce matériau forme le noyau de la planète géante qui accumule ensuite de grandes quantités de gaz du disque pour produire les géantes gazeuses massives que nous observons aujourd’hui. Il s’avère que la confirmation de TOI-5205b pourrait bouleverser cette théorie.

Illustration d’artiste de TOI-5205b en orbite autour de son étoile mère. (Crédit d’illustration : Katherine Cain/Carnegie Institution for Science)

“L’existence de TOI-5205b étend ce que nous savons sur les disques dans lesquels ces planètes sont nées”, a expliqué le Dr Kanodia. « Au début, s’il n’y a pas assez de matériau rocheux dans le disque pour former le noyau initial, alors on ne peut pas former une planète géante gazeuse. Et à la fin, si le disque s’évapore avant que le noyau massif ne soit formé, alors on ne peut pas former une planète géante gazeuse. Et pourtant TOI-5205b s’est formé malgré ces garde-corps. Sur la base de notre compréhension actuelle nominale de la formation des planètes, TOI-5205b ne devrait pas exister ; c’est une planète “interdite”.

La découverte a été initialement faite à l’aide des données du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, qui utilise la méthode de détection de transit pour localiser les exoplanètes, et les données ont indiqué que le TOI-5205b bloque environ 7 % de la lumière de son étoile parente, faisant du TOI-5205b un des plus grands transits jamais enregistrés pour une exoplanète confirmée en orbite autour d’une étoile de la séquence principale.

En savoir plus sur la mission TESS de la NASA !

Pour confirmer les données TESS, des observations de suivi ont été faites à partir d’une collaboration internationale d’instruments et d’observatoires. Il s’agit notamment du localisateur de planètes de la zone habitable, de la caméra ARCTIC sur l’observatoire Apache Point de 3,5 m, de l’imageur NN-Explore Exoplanet Stellar Speckle Imager, de l’observatoire Red Buttes de 0,6 m et du télescope 300 millimètres.

Compte tenu du très grand transit produit par TOI-5205b, les chercheurs ont démontré que cela pourrait faire de cette exoplanète un candidat idéal pour de futures observations atmosphériques à l’aide du télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA, ce qui pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre les secrets de sa formation et de son évolution. , aussi. En effet, JWST a déjà réussi à observer les atmosphères d’exoplanètes avec des détails incroyables, comme il l’a récemment démontré avec l’exoplanète WASP-39b.

Découvrez la récente observation atmosphérique JWST de WASP-39b !

Quelles nouvelles découvertes fascinantes les scientifiques feront-ils sur les exoplanètes dans les années et les décennies à venir, et dans quelle mesure ces découvertes continueront-elles à approfondir nos connaissances sur la formation et l’évolution planétaires ? Seul le temps nous le dira, et c’est pourquoi nous faisons de la science !

Comme toujours, continuez à faire de la science et continuez à regarder vers le haut !

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