Publié le 13 février 2024. Des astronomes ont découvert un système planétaire qui défie les modèles actuels de formation des planètes, remettant en question notre compréhension de la manière dont les mondes se créent autour des étoiles.
- Un système planétaire situé à 120 années-lumière de la Terre présente une configuration inattendue : une planète rocheuse suivie de deux géantes gazeuses, puis d’une autre planète rocheuse.
- Cette anomalie ne correspond pas aux théories établies, qui prédisent que les planètes rocheuses se forment près de leur étoile et les géantes gazeuses plus loin.
- Les chercheurs suggèrent que ce système pourrait s’être formé de manière « inversée », avec des phases de formation distinctes pour chaque planète.
L’équipe internationale de scientifiques, dirigée par Thomas Wilson de l’Université de Warwick (Royaume-Uni), a publié ses découvertes dans la revue Science. L’étude porte sur le système planétaire orbitant autour de l’étoile LHS 1903, une naine rouge moins lumineuse que notre Soleil. Ce système avait déjà attiré l’attention des astronomes, mais une analyse approfondie réalisée grâce au satellite Cheops de l’Agence spatiale européenne (ESA) a révélé une particularité surprenante.
Les observations de Cheops, combinées aux données de plusieurs spectrographes installés sur des télescopes terrestres, ont permis de caractériser les quatre planètes du système. Les chercheurs ont constaté que la première planète était petite et dense, typique d’un monde rocheux, tandis que les deux suivantes étaient plus grandes et moins denses, indiquant une composition gazeuse. Cependant, la quatrième planète, dont on s’attendrait à une densité plus faible selon les modèles actuels, s’est avérée être une planète rocheuse avec un rayon 1,7 fois celui de la Terre et une densité similaire à la nôtre.
« Nous avons vu que la première planète avait un rayon petit et très dense, et que les deux suivantes étaient plus grandes et plus légères », a expliqué un des chercheurs.
Chercheur (Université de Warwick)
Cette découverte est d’autant plus intrigante que la théorie de la formation planétaire stipule que les planètes rocheuses se forment dans les régions les plus chaudes, proches de l’étoile, où les gaz sont trop chauds pour se condenser, tandis que les géantes gazeuses se forment plus loin, où les gaz peuvent s’accumuler autour d’un noyau rocheux. Dans le système LHS 1903, cette tendance est clairement brisée.
Toutes les planètes commencent leur existence avec un noyau rocheux. Ensuite, selon l’environnement et la présence de gaz, elles peuvent accumuler du matériel gazeux et devenir des géantes gazeuses. Dans notre système solaire, les planètes internes sont rocheuses car les gaz se sont sublimés trop près du Soleil, tandis que les planètes externes ont pu capturer des gaz condensés.
Dans le cas de la planète rocheuse orbitant autour de LHS 1903, plusieurs hypothèses sont envisagées. Il est possible qu’elle ait perdu son atmosphère gazeuse, ou qu’elle ne l’ait jamais formée. L’équipe a également étudié la possibilité d’un échange de position entre les planètes ou d’une collision ayant dépouillé une planète gazeuse de son atmosphère, mais ces théories ont été écartées.
Les chercheurs penchent désormais pour l’idée que la dernière planète s’est formée plus tard que les autres, dans un environnement différent, lorsque le disque protoplanétaire était plus dissipé et contenait moins de matière. Cette hypothèse s’inscrit dans le cadre de la théorie de la « formation planétaire inversée », proposée il y a une dizaine d’années mais qui n’avait jusqu’à présent trouvé aucune confirmation observationnelle.
« Tout indique que la dernière planète, la quatrième, s’est formée plus tard que les autres et dans un environnement très différent. »
Chercheur (Université de Warwick)
Les scientifiques souhaitent désormais approfondir leurs observations de ce système particulier, notamment en étudiant les atmosphères des planètes et en recherchant d’autres planètes, afin de déterminer si ce système est une exception rare ou le signe d’un nouveau modèle de formation planétaire. Le satellite Cheops jouera un rôle crucial dans ces futures études.
« Comme il s’agit d’un système si particulier, c’est une opportunité passionnante d’en apprendre beaucoup sur la façon dont les systèmes planétaires se forment, car c’est l’exemple que les choses ne se passent pas toujours comme nous le pensons », a conclu Ribas.