Record : une planète géante avec une orbite de 900 000 ans !

J2126-8140
Illustration de l’objet 2MASS J2126 (naine brune ou géante gazeuse ?), situé à 104 années-lumière de la Terre. Avec une masse comprise entre 11,6 et 15 fois celle de Jupiter, l’astre est juste à la frontière entre planète et naine brune -- Crédit : University of Hertfordshire, Neil Cook

Il est possible qu’une hypothétique neuvième planète se promène dans notre Système solaire à 600 ou 1 200 fois la distance Terre-Soleil (1 UA). C’est beaucoup ? Pas vraiment car à une centaine d’années-lumière, une planète très massive qu’on avait pris pour une vagabonde solitaire, gravite à quelque 7 000 UA de son étoile, pulvérisant le précédent record de 2 500 UA !

Voici quelques années, des astronomes découvraient des planètes massives solitaires errant dans la Galaxie sans lien aucun avec une quelconque étoile. Il est probable qu’une part d’entre elles furent expulsées de leur système planétaire natal (certains modèles accréditent ce scénario), tandis qu’une autre part, peut-être plus conséquente, a pu se développer dans divers nuages interstellaires en même temps que des étoiles mais ne purent cependant accréter assez de matière – et donc ne pas acquérir suffisamment de masse pour déclencher les réactions thermonucléaires – pour prétendre au statut stellaire et briller par elles-mêmes comme il se doit.

Plusieurs de ces astres pourraient être aussi confondus avec des naines brunes, très nombreuses dans les galaxies. Considérées comme des « étoiles ratées », la masse de celles-ci varie (par définition) entre 13 et 75 fois celle de Jupiter. Aussi, pour départager les candidats débusqués dans l’infrarouge par nos télescopes, il convient d’établir avec le plus de précision possible leur âge pour ensuite déterminer leur masse respective.

Dans la perspective de rechercher des planètes avec de larges orbites autour de leur étoile-parent, Niall Deacon (université d’Hertfordshire) et son équipe ont réexaminé les données de plusieurs objets identifiés comme naines brunes ou planètes errantes. L’une d’elles, 2MASS J2126, a particulièrement retenu leur attention. Ils estiment en effet dans leur étude publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, que l’astre en apparence solitaire est vraisemblablement lié gravitationnellement à la naine rouge voisine nommée TYC 9486-927-1.

Une orbite de 900.000 ans

Jusqu’alors, 2MASS J2126 était considérée comme une planète plutôt jeune, appartenant à un groupe local d’étoiles (dont des naines brunes) âgé d’environ 45 millions d’années et nommé Association Toucan-Horloge. Mais l’équipe de chercheurs a observé qu’elle se déplace dans l’espace dans la même direction que sa voisine TYC 9486-927-1, également distante de la Terre de 104 années-lumière. Une troublante coïncidence qui force à penser que les deux astres sont ensemble.

Si tel est le cas, il ne faut néanmoins pas imaginer qu’ils se côtoient de près à l’instar de Jupiter ou la Terre avec le Soleil. En effet, si nous pouvions nous rendre sur place, l’étoile autour de laquelle gravite cette probable géante gazeuse ne se distinguerait même pas des autres dans son ciel. Se promenant tranquillement à plus de 1 000 milliards de km (soit 7 000 fois la distance Terre-Soleil), il faudrait quelque 900 000 ans pour boucler une année ! Alors que la lumière de notre étoile ne met qu’un peu plus de 8 minutes pour atteindre notre monde, séparé de 150 millions de km (1 UA ou unité astronomique), celle émise par la naine rouge traverse l’espace durant un mois avant de caresser sa surface ! Le précédent record de distance entre une planète et son étoile, qui était de 2 500 UA, est largement pulvérisé. Chez « nous », l’hypothétique neuvième planète du Système solaire fait plutôt pâle figure avec ses 600 à 1 200 UA…

mouvement étoile et planète
La naine rouge TYC 9486-927-1 et l’objet 2MASS J2126, distant du premier d’environ 1.000 milliards de km (7.000 UA), sont probablement liés gravitationnellement, étant donné leur âge et mouvement commun. Les flèches montrent la projection de leurs déplacements dans la Galaxie au cours des 1.000 prochaines années. 4.000 UA est égal à 4.000 fois la distance Terre-Soleil (150 millions de km) — Crédit : 2MASS, S. Murphy, ANU

Des traits communs avec beta Pictoris b

Même si les deux objets dansent ensemble, leurs liens ou non avec l’amas d’étoiles nommé plus haut n’est pas clair. Pour trancher la question, les astronomes ont donc disséqué la lumière de la naine rouge afin d’évaluer les quantités de lithium présentes. Cette méthode permet en effet d’interroger les étoiles sur leur âge. Du moins, tant qu’il y en a car cet élément est détruit assez rapidement au en leur sein. Plus il y en a, moins elles sont âgées ! Il a été établi qu’il est plus abondant que dans les étoiles de l’Association Toucan-Horloge et moins que pour celles d’un groupe âgé de 10 millions d’années. En somme, depuis sa naissance, l’astre n’a pu effectuer qu’une cinquantaine d’orbites au maximum !

Connaissant son âge (quasi-identifique à la naine rouge si les deux objets sont ensemble), il a été établi que 2MASS J2126 est à la lisière entre planète et naine brune avec 11,6 à 15 fois la masse de Jupiter. Cette caractéristique ainsi que sa température la rapproche beaucoup de bêta Pictoris b, la première exoplanète imagée directement. À la différence toutefois que cette dernière est 700 fois plus proche de son jeune soleil.

Pour Simon Murphy, de l’Australian National University, et ses collègues qui ont cosigné ces recherches, une question s’impose : « comment un système planétaire aussi étendu peut-il survivre et rester ? »

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