Exoplanètes : les petits mondes semblables à Jupiter suggèrent que nous devons

Nous pensions que les jeunes planètes géantes gazeuses seraient grandes et de faible densité, mais les géantes gazeuses autour d’une étoile qui n’a que 20 millions d’années ne correspondent pas à ce modèle

Par Chen Ly

Deux Jupiter-like planètes cette orbite d’une jeune étoile sont beaucoup plus petites que prévu, ce qui peut suggérer que nous devons repenser nos idées sur l’évolution précoce des planètes géantes gazeuses.

Notre compréhension actuelle de l’évolution planétaire géante prédit que ces mondes commencent comme de grands objets de faible densité. « Nous nous attendons à ce qu’ils soient comme des boules de gaz très géantes et pelucheuses », dit Alejandro Suárez Mascareño à l’Institut d’Astrophysique des îles Canaries en Espagne.

Ensuite, au cours de quelques centaines de millions d’années, les planètes devraient se contracter lentement jusqu’à ce qu’elles atteignent leur taille finale, à peu près similaire à la taille de Jupiter ou de Saturne dans notre système solaire. Cependant, en raison de la difficulté de surveiller les systèmes planétaires infantiles, ces prédictions sont restées non testées jusqu’à présent.

Une jeune étoile – âgée d’à peine 20 millions d’années – connue sous le nom de V1298 Tau a offert aux astronomes une fenêtre rare sur la formation des géantes gazeuses. Au début des années 2010, le Télescope spatial Kepler observé que V1298 Tau est orbité par quatre géantes gazeuses. Suárez Mascareño et ses collègues ont poursuivi la découverte en surveillant l’étoile et ses planètes entre avril 2019 et avril 2020.

Sur les quatre planètes, les chercheurs ont découvert que les deux planètes les plus éloignées – V1298 Tau b et V1298 Tau e – avaient des caractéristiques qu’ils n’avaient pas prédites. Ils sont respectivement environ 0,64 et 1,16 fois la masse de Jupiter, tandis que leurs rayons sont 0,868 et 0,735 fois celui de Jupiter. Cela signifie que les deux planètes sont beaucoup plus petites et plus denses que les chercheurs ne l’avaient prévu, ce qui suggère qu’elles se sont contractées plus rapidement que nos idées actuelles ne l’indiquent.

Comme il s’agit de l’une des premières études détaillées d’un système planétaire aussi jeune, il n’est pas clair si ces caractéristiques sont normales ou étranges, explique Suárez Mascareño. Il se peut que notre compréhension de l’évolution des planètes géantes soit fausse. Alternativement, les planètes peuvent être des géantes gazeuses inhabituelles avec des noyaux anormalement massifs, ce qui accélérerait le processus de contraction.

« Notre compréhension des premiers stades de l’évolution planétaire et de l’évolution des systèmes planétaires pourrait en fait être très limitée », explique Suárez Mascareño. « À l’heure actuelle, cette affaire contredit nos connaissances antérieures. Mais c’est un cas – vous ne pouvez pas généraliser à partir d’un cas.

En collectant plus de données sur plus de systèmes planétaires infantiles, Suárez Mascareño espère faire la lumière sur la formation de notre propre système solaire.

Référence de la revue : Astronomie de la nature, DOI : 10.1038 / s41550-021-01533-7

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