Découverte de 3 exoplanètes au sein de l’amas ouvert Messier 67

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Les découvertes d’exoplanètes autour d’étoiles au sein des amas ouverts sont rarissimes. Les investigations menées avec le spectrographe Harps de l’Eso par une équipe d’astronomes européens démontrent que leur présence est « aussi banale qu’autour d’étoiles isolées ». Parmi les trois planètes détectées, l’une d’elles gravite très près d’une étoile quasiment identique au Soleil.

Parmi les 1.065 exoplanètes confirmées à ce jour, seules, six ont été débusqués au sein d’amas ouverts. L’immense majorité fut donc découverte autour d’étoiles éparses dans la galaxie, loin de leurs fratries d’origine. À l’instar de notre Soleil dans sa prime jeunesse, la plupart des étoiles grandissent en effet, aux côtés de leurs frères et sœurs formés au cours d’une même période. Jusqu’à ce que, bon an mal an, elles quittent leur nid pour se mêler à la population galactique.

M67 DSS2
Environ 500 étoiles peuplent l’essaim d’étoiles M 67

Intriguée par la rareté des découvertes d’exoplanètes autour d’étoiles figurant dans ces essaims, une équipe de chercheurs européens a mené l’enquête durant six années au sein de Messier 67, distant de 2.500 années-lumière en direction de la constellation du Cancer. Souvent présenté comme l’amas ouvert peuplé d’étoiles (relativement) âgées le plus proche de nous — la moyenne d’âge varie entre 3,2 et 5 milliards d’années —, M 67 compte environ 500 étoiles parmi lesquelles une centaine arborent des caractéristiques proches de celles du Soleil. C’est « un parfait laboratoire d’étude du processus de formation planétaire dans un environnement surpeuplé » souligne Anna Brucalassi (Institut Max Planck) qui a signé l’article publié dans la revue Astronomy & Astrophysics. « Combien de planètes sont susceptibles de s’y former ? ; se forment-elles principalement à proximité d’étoiles très massives ou d’étoiles moins massives ? » sont autant d’énigmes posées par les astronomes.

Pour mener à bien leurs investigations, les chercheurs ont poussé à ses limites le spectrographe HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) — l’un des instruments les plus sensibles de sa catégorie — installé au foyer du télescope de 3,6 mètres de diamètre de l’Observatoire de La Silla au Chili, pour scruter les 88 étoiles candidates. Dans leurs filets, ils ont rapporté trois exoplanètes, confirmées par des observations complémentaires menées avec le spectrographe Sophie de l’Observatoire de Haute-Provence puis le Télescope Hobby Eberly au Texas et enfin le télescope Léonhard Euler (1,2 mètre de diamètre) également situé à La Silla.

Pour deux cas, l’étoile-parent ressemble beaucoup à la nôtre. En particulier celle désignée YBP1194, littéralement qualifiée de « jumeau solaire » par les scientifiques de par sa masse, sa taille, son âge et aussi sa « métallicité » ou abondance d’éléments chimiques. YBP1194 b, la seule planète détectée dans son giron, présente une masse évaluée à un tiers de celle de notre Jupiter. Distante de quelque 10,7 millions de kilomètres, elle effectue une orbite complète en un peu moins de sept jours, loin, très loin de la « zone habitable ». C’est un monde bien trop chaud, sans ressemblance aucune avec ce que nous connaissons dans notre système solaire.

Pour le second cas, l’étoile YBP1514, les chercheurs ont identifié une planète de 0,4 masse jovienne (proche de la précédente) qui gravite autour en un peu plus de cinq jours. Éloignée de seulement 8,5 millions de kilomètres de son Soleil, son « habitabilité » est naturellement exclue.

SAND364 b, la troisième exoplanète détectée par vitesse radiale dans la petite assemblée stellaire de Messier 67, arbore une masse 1,5 fois supérieure à celle de Jupiter. Séparée d’environ 80 millions de kilomètres de son étoile, une géante rouge, la planète gazeuse gravite en un peu moins de 122 jours.

Bien que la récolte soit encore maigre, ces résultats sont très encourageants pour l’équipe. Ils démontrent, comme l’explique Luca Pasquini, membre de l’Eso, « que l’existence de planètes dans les amas d’étoiles ouverts est sans doute tout aussi banale et courante qu’autour d’étoiles isolées » ajoutant que « simplement, elles sont plus difficiles à détecter ».

Auparavant, les astronomes ne connaissaient que trois planètes en orbite autour d’étoiles dans un amas ouvert. Un cas dans NGC 6811, un autre au sein de Messier 44 (essaim également visible en direction du Cancer également connu sous le nom d’« amas de la Crêche ») et enfin, parmi les Hyades, une grappe d’étoiles proche de nous qui représente la tête de la constellation du Taureau.

Crédit photo : ESO/L. Calçada/Digitized Sky Survey 2/David De Martin.

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