Impression d’artiste du système pulsar-planète PSR B1257+12 détecté en 1992. Le pulsar et trois planètes épuisées par les radiations sont tout ce qui reste d’un système stellaire mort. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Il y a 30 ans, les toutes premières exoplanètes ont été découvertes autour d’une étoile en rotation rapide, appelée pulsar. Now, astronomers have revealed that these planets may be extremely uncommon. Iuliana Nițu, a PhD student at the University of Manchester will present the new work on Tuesday, July 12, at the National Astronomy Meeting (NAM 2022).
It’s currently unknown what processes cause planets to form, and survive, around pulsars. A survey of 800 pulsars followed by the Jodrell Bank Observatory over the last 50 years has revealed that this first detected exoplanet system may be extraordinarily rare: less than 0.5% of all known pulsars could host Earth-mass planets.
Pulsars are a type of neutron star, the densest stars in the universe, born during powerful supernova explosions at the end of a typical star’s life. They are exceptionally stable, rotate rapidly, and have incredibly powerful magnetic fields. Pulsars emit beams of bright radio emission from their magnetic poles, which appear to pulse from our perspective as the star rotates.
“[Pulsars] produisent des signaux qui balaient la Terre à chaque fois qu’ils tournent, à la manière d’un phare cosmique “, explique Nițu. “Ces signaux peuvent ensuite être captés par des radiotélescopes et transformés en une foule de sciences étonnantes”.
Les toutes premières exoplanètes ont été découvertes en 1992 en orbite autour d’un pulsar appelé PSR B1257+12. On sait maintenant que ce système planétaire abrite au moins trois planètes dont la masse est similaire à celle des planètes rocheuses de notre système solaire. Depuis lors, on a découvert qu’une poignée de pulsars abritaient des planètes. Cependant, les conditions extrêmement violentes qui entourent la naissance et la vie des pulsars rendent la formation “normale” de planètes improbable, et beaucoup de ces planètes détectées sont des objets exotiques (tels que des planètes faites principalement de diamant) différents de ceux que nous connaissons dans notre système solaire.
Une équipe d’astronomes de l’Université de Manchester a effectué la plus grande recherche de planètes orbitant des pulsars à ce jour. En particulier, l’équipe de recherche a recherché des signaux indiquant la présence de compagnons planétaires ayant des masses allant jusqu’à 100 fois celle de la Terre, et des périodes orbitales comprises entre 20 jours et 17 ans. Parmi les 10 détections potentielles, la plus prometteuse est le système PSR J2007+3120 avec la possibilité d’héberger au moins deux planètes, avec des masses quelques fois supérieures à celle de la Terre, et des périodes orbitales de 1,9 et ~3,6 ans.
Les résultats de ce travail n’indiquent aucun biais pour des masses de planètes ou des périodes orbitales particulières dans les systèmes de pulsars. Cependant, les résultats fournissent des informations sur la forme des orbites de ces planètes : contrairement aux orbites quasi-circulaires que l’on trouve dans notre système solaire, ces planètes graviteraient autour de leur étoile sur des trajectoires hautement elliptiques. Cela indique que le processus de formation des systèmes pulsar-planète est très différent des systèmes étoile-planète traditionnels.
À propos de la motivation de ses recherches, Nițu déclare : “Les pulsars sont des objets incroyablement intéressants et exotiques. Il y a exactement 30 ans, les premières planètes extra-solaires ont été découvertes autour d’un pulsar, mais nous devons encore comprendre comment ces planètes peuvent se former et survivre dans des conditions aussi extrêmes. La découverte de leur fréquence et de leur apparence est une étape cruciale dans ce sens.”
