Cette image montre la paire d’étoiles hébergeant des planètes la plus massive à ce jour, b Centauri, et sa planète géante b Centauri b. C’est la première fois que des astronomes observent directement une planète en orbite autour d’une paire d’étoiles aussi massive et chaude. La paire d’étoiles, qui a une masse totale d’au moins six fois celle du Soleil, est l’objet brillant dans le coin supérieur gauche de l’image, les anneaux brillants et sombres qui l’entourent étant des artefacts optiques. La planète, visible sous la forme d’un point brillant en bas à droite du cadre, est dix fois plus massive que Jupiter et orbite autour de la paire à 100 fois la distance que Jupiter orbite autour du Soleil. L’autre point lumineux de l’image (en haut à droite) est une étoile en arrière-plan. En prenant différentes images à différents moments, les astronomes ont pu distinguer la planète des étoiles de fond. L’image a été capturée par l’instrument SPHERE sur le Very Large Telescope de l’ESO et à l’aide d’un coronographe, qui a bloqué la lumière du système d’étoiles massives et a permis aux astronomes de détecter la faible planète. Crédit : ESO/Janson et al.
L’Observatoire européen austral Très grand télescope (CETTE‘s VLT) a capturé une image d’une planète en orbite autour de Centauri, un système à deux étoiles qui peut être vu à l’œil nu. Il s’agit du système stellaire hébergeant la planète le plus chaud et le plus massif trouvé à ce jour, et la planète a été repérée en orbite à 100 fois la distance Jupiter orbite autour du Soleil. Certains astronomes pensaient que les planètes ne pouvaient pas exister autour d’étoiles aussi massives et aussi chaudes – jusqu’à maintenant.
“Trouver une planète autour de b Centauri était très excitant car cela change complètement l’image des étoiles massives en tant qu’hôtes de la planète”, explique Markus Janson, astronome à l’Université de Stockholm, en Suède et premier auteur de la nouvelle étude publiée en ligne aujourd’hui (8 décembre 2021 ) dans La nature.
Situé à environ 325 années-lumière dans la constellation du Centaure, le système à deux étoiles b Centauri (également connu sous le nom de HIP 71865) a au moins six fois la masse du Soleil, ce qui en fait de loin le système le plus massif autour duquel une planète a été confirmée. Jusqu’à présent, aucune planète n’avait été repérée autour d’une étoile plus de trois fois plus massive que le Soleil.
La plupart des étoiles massives sont également très chaudes, et ce système ne fait pas exception : son étoile principale est une étoile dite de type B qui est plus de trois fois plus chaude que le Soleil. En raison de sa température intense, il émet de grandes quantités de rayonnement ultraviolet et de rayons X.
Cette vue d’artiste montre un gros plan de la planète b Centauri b, qui orbite autour d’un système binaire avec une masse au moins six fois celle du Soleil. Il s’agit du système stellaire hébergeant des planètes le plus massif et le plus chaud trouvé à ce jour. La planète est dix fois plus massive que Jupiter et orbite autour du système à deux étoiles à 100 fois la distance que Jupiter orbite autour du Soleil. Crédit : ESO/L. Calçada
La masse importante et la chaleur de ce type d’étoile ont un fort impact sur le gaz environnant, qui devrait s’opposer à la formation des planètes. En particulier, plus une étoile est chaude, plus elle produit de rayonnement à haute énergie, ce qui accélère l’évaporation de la matière environnante. “Les étoiles de type B sont généralement considérées comme des environnements assez destructeurs et dangereux, on pensait donc qu’il devrait être extrêmement difficile de former de grandes planètes autour d’elles”, explique Janson.
Mais la nouvelle découverte montre que des planètes peuvent en fait se former dans des systèmes stellaires aussi sévères. “La planète de b Centauri est un monde extraterrestre dans un environnement complètement différent de ce que nous vivons ici sur Terre et dans notre système solaire”, explique le co-auteur Gayathri Viswanath, doctorant à l’Université de Stockholm. « C’est un environnement rude, dominé par des radiations extrêmes, où tout est à une échelle gigantesque : les étoiles sont plus grosses, la planète est plus grosse, les distances sont plus grandes.
En effet, la planète découverte, nommée b Centauri (AB)b ou b Centauri b, est également extrême. Elle est 10 fois plus massive que Jupiter, ce qui en fait l’une des planètes les plus massives jamais découvertes. De plus, il se déplace autour du système stellaire sur l’une des orbites les plus larges jamais découvertes, à une distance 100 fois supérieure à la distance de Jupiter au Soleil. Cette grande distance de la paire centrale d’étoiles pourrait être la clé de la survie de la planète.
Ces résultats ont été rendus possibles grâce à l’instrument sophistiqué Spectro-Polarimetric High Contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) monté sur le VLT de l’ESO au Chili. SPHERE a déjà réussi à imager plusieurs planètes en orbite autour d’étoiles autres que le Soleil, notamment en prenant la toute première image de deux planètes en orbite autour d’une étoile semblable au Soleil.
Ce graphique montre l’emplacement du système b Centauri, la paire d’étoiles hébergeant des planètes la plus massive et la plus chaude à ce jour. Cette carte montre la plupart des étoiles visibles à l’œil nu dans de bonnes conditions et le système lui-même est marqué d’un cercle rouge. Crédit : ESO, IAU et Sky & Telescope
Cependant, SPHERE n’a pas été le premier instrument à imager cette planète. Dans le cadre de leur étude, l’équipe a examiné les données d’archives sur le système b Centauri et a découvert que la planète avait en fait été imagée il y a plus de 20 ans par le télescope de 3,6 m de l’ESO, bien qu’elle n’ait pas été reconnue comme une planète à l’époque. .
Avec l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO, qui doit commencer ses observations plus tard cette décennie, et avec les mises à niveau du VLT, les astronomes pourront peut-être en dévoiler davantage sur la formation et les caractéristiques de cette planète. “Ce sera une tâche intrigante d’essayer de comprendre comment cela a pu se former, ce qui est un mystère pour le moment”, conclut Janson.
Référence : « Une planète géante à orbite large dans le système binaire de masse élevée b Centauri » 8 décembre 2021, La nature.
DOI : 10.1038 / s41586-021-04124-8
L’équipe est composée de Markus Janson (Département d’Astronomie, Université de Stockholm, Suède [SU]), Raffaele Gratton (Observatoire astronomique INAF de Padoue, Italie [INAF-Padova]), Laetitia Rodet (Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science, Department of Astronomy, Cornell University, USA), Arthur Vigan (Aix-Marseille Université, CNRS, CNES, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, France [LAM]), Mickaël Bonnefoy (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Institut des sciences planétaires et d’astrophysique, France [IPAG] et LAM), Philippe Delorme (IPAG), Eric E. Mamajek (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, USA [JPL]), Sabine Reffert (State Observatory, Center for Astronomy of the University of Heidelberg, Germany [ZAH]), Lukas Stock (ZAH et IPAG), Gabriel-Dominique Marleau (Institut d’astronomie et d’astrophysique, Université de Tübingen, Allemagne ; Institut de physique, Université de Berne, Suisse [UNIBE]; Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany), Maud Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon [CRAL], CNRS, Université Lyon, France), Gaël Chauvin (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS / INSU et Département d’Astronomie, Universidad de Chile, Santiago, Chili, and Institute of Planetology and Astrophysics, Grenoble, France), Silvano Desidera (INAF-Padova), Simon Ringqvist (SU), Lucio Mayer (Center for Theoretical Physics and Cosmology, Institute for Computational Science, Université de Zurich, Suisse [CTAC]), Gayathri Viswanath (SU), Vito Squicciarini (INAF-Padoue, Département de physique et d’astronomie « Galileo Galilei », Université de Padoue, Italie), Michael R. Meyer (Département d’astronomie, Université du Michigan, États-Unis), Matthias Samland (SU et MPIA), Simon Petrus (IPAG), Ravit Helled (CTAC), Matthew A. Kenworthy (Leiden Observatory, Leiden University, Pays-Bas), Sascha P. Quanz (ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics, Suisse [ETH Zurich]), Beth Biller (Scottish Universities Physics Alliance, Institute for Astronomy, Royal Observatory, University of Edinburgh, UK), Thomas Henning (MPIA), Dino Mesa (INAF-Padova), Natalia Engler (ETH Zurich), Joseph C. Carson ( College of Charleston, Département de physique et d’astronomie, États-Unis).
