L’astronomie, et par extension, la chasse aux exoplanètes obéit à une loi statistique : plus l’échantillon est important, plus les chances d’observer des événements à faible probabilité augmente. Notre catalogue d’exoplanètes s’étant particulièrement épaissi depuis les années 1990, la liste des planètes aux caractéristiques totalement délirantes ne cesse de s’allonger. Nous pourrions citer HD 189733 b où il pleut du verre fondu ; TOI-3757 b, une planète quatre fois moins dense que l’eau ; Gliese 12 b, qui ressemble particulièrement à la Terre ; ou plus récemment, PSR J2322-2650b, à la morphologie proche d’un citron.
Cette fois-ci, c’est un système d’exoplanètes, localisé à environ 370 années-lumière de notre planète, qui déroge à un principe fondamental de la planétologie. Caractérisé à partir de données récoltées par le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA et l’observatoire ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets), il a été baptisé TOI-201.
Le principe en question, c’est celui de la coplanarité : dans un système planétaire « normal », toutes les planètes orbitent sur un même plan, comme des pièces de monnaie posées à plat sur une table. Autour de TOI-201, les trois planètes suivent leur propre plan orbital et ont toutes des inclinaisons différentes. Cette organisation unique impacte leurs interactions gravitationnelles, puisque TOI-201 dérive à une vitesse hallucinante. L’étude le concernant est parue le 15 avril dans la revue Science.
TOI-201 : un système planétaire pressé
TOI-201 est composé d’une étoile éponyme, légèrement plus grande et massive que notre Soleil : 1,3 fois son diamètre et 1,3 fois sa masse. La première planète qui orbite autour d’elle est une super-Terre rocheuse, six fois plus massive que la nôtre dont la révolution est de seulement 5,8 jours terrestres. La deuxième, une géante gazeuse, deux fois moins massive que Jupiter, bouclant son orbite en 53 jours. La troisième est un véritable colosse : seize fois la masse de Jupiter, avec une période orbitale de 7,9 ans. Déjà très différentes dans leur composition, leurs orbites sont très atypiques si on les compare au reste de l’Univers connu.
« Dans le Système solaire, presque toutes les planètes sont coplanaires, mais ici ce n’est pas le cas et chaque planète est différente », note Tristan Guillot, astronome à l’Observatoire de la Côte d’Azur. Un phénomène provoqué par l’orbite de la géante gazeuse, fortement aplanie et inclinée, qui exerce sur ses deux voisines une influence gravitationnelle extrêmement puissante.
Elle modifie leurs orbites si rapidement que le système tout entier ne pourra plus être observé depuis la Terre dans… deux siècles. À titre de comparaison, les interactions gravitationnelles entre les planètes de notre propre Système solaire n’engendrent des modifications orbitales mesurables qu’après plusieurs dizaines de millions d’années. Et encore, dans des proportions infinitésimales à l’échelle humaine.
Le rythme auquel dérive TOI-201 est, par estimation, environ 100 000 fois supérieur à celui d’un système planétaire standard, ce qui fait de lui le premier système dont la réorganisation orbitale est observable en temps réel depuis la Terre. Pour reprendre les mots d’Ismael Mireles, doctorant à l’Université du Nouveau-Mexique et responsable de l’étude un outil de choix pour « comprendre comment les systèmes planétaires comme notre propre Système solaire se forment et évoluent dans le temps ». Les astronomes qui l’étudieront pourront donc le voir évoluer entre le début et la fin de leur carrière : une première, en 40 ans de chasse aux exoplanètes.
- La NASA a découvert le système d’exoplanètes TOI-201, où trois planètes orbitent sur des plans différents, défiant la loi de coplanarité.
- TOI-201 dérive à une vitesse environ 100 000 fois supérieure à celle des systèmes planétaires standards, rendant ses changements orbitaux observables en temps réel.
- Cette découverte offre une opportunité unique aux astronomes pour étudier l’évolution des systèmes planétaires sur une échelle de temps très courte.
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