Une Jupiter chaude éclaire la formation et la migration de ces planètes géantes

Les Jupiters chaudes mènent une vie nomade: elles se forment loin de leur étoile, là où il y a des gaz et des poussières à accréter, avant de migrer tout près d'elle, vers le centre de leur système, au fil de son évolution. Lors de ce voyage, les scientifiques pensaient que ces géantes gazeuses accrétaient ou éjectaient les autres planètes présentes sur une orbite interne et finissaient par se retrouver seules en scène.

C'était sans connaître WASP-132, un système à l'architecture inattendue: de récentes observations et une nouvelle étude publiée dans Astronomy & Astrophysics, dirigée par l'UNIGE – avec une équipe incluant le Pôle de recherche national PlanetS, les universités de Berne et Zurich ainsi que plusieurs universités étrangères – pourraient définitivement invalider la théorie échafaudée jusqu'à présent.

Situé à 403 années-lumière de nous, le système WASP-132 est bien composé d'une Jupiter chaude qui fait le tour de son étoile en 7 jours et 3 heures, mais il comporte aussi une super-Terre – soit un monde rocheux de six fois la masse de notre planète bleue – qui, elle, frôle l'astre en l'orbitant en seulement 24 heures et 17 minutes. Egalement présente, une planète géante glacée, de cinq fois la masse de Jupiter, qui tourne autour de l'étoile en cinq ans.

Les astronomes ont également repéré, dans une orbite à très longue distance, un compagnon beaucoup plus massif. Il s'agit probablement d'une naine brune, cet objet céleste exotique, sorte d'étoile avortée, dont la masse se situe entre celle d'une planète et d'une étoile: "Un corps qui a sans doute eu un rôle dans la formation de ce système. Nous allons encore devoir le qualifier pour mieux comprendre comment cela a fonctionné", explique à RTSinfo François Bouchy, professeur associé au département d'astronomie de l'UNIGE et coauteur de l'étude.

Une migration douce et calme

"On ne connaît pas de Jupiter chaude dans notre Système solaire et pas non plus de super-Terre, une planète rocheuse comme la nôtre, mais entre deux et dix fois la taille et la masse de celle-ci", précise l'astrophysicien au micro de CQFD. Et elle n'évolue pas dans la zone habitable: "Elle est complètement irradiée par son étoile, à seulement un jour de période orbitale: il n'y a aucune chance que la vie puisse s'y développer".

Jusqu'à présent, les astronomes avaient dénombré plusieurs centaines de Jupiter chaudes, qui semblaient complètement isolées: "Et, depuis quelques années, on a découvert une toute petite poignée qui possèdent aussi une planète interne".

Cette trouvaille remet en question les processus de migration imaginés chaotiques et violents après une formation dans le disque proto-planétaire: "On suppose que les Jupiters chaudes ont dû se former en même temps que les autres planètes et migrer ensemble via un processus calme et dynamiquement doux". Donc sans déstabiliser l'orbite des deux autres planètes.

Les scientifiques ont réussi à calculer la densité de cette planète: son cœur rocheux représente 17 fois celui de la Terre. "Un élément de plus qui explique sa formation au-delà de la limite des glaces, car le gaz s'accrète après cette étape. Il faut une dizaine de fois la masse de la Terre pour commencer à accréter le gaz en migration".

Mieux comprendre notre Système solaire

Après dix-huit ans d'observation de WASP-132 avec de multiples instruments, les scientifiques vont continuer d'effectuer des mesures complémentaires: "On cherche à mieux caractériser certains systèmes-clefs pour contraindre les modèles de formation et d'évolution des planètes, pour avoir une meilleure caractéristique de leur masse, de leur densité, de leur les paramètres, de leurs orbites et de leurs atmosphères".

Des renseignements importants: "Ils permettent de revisiter les modèles de formation de notre propre Système solaire à la connaissance des autres systèmes exoplanétaires. Nous devons ajuster la théorie pour expliquer l'ensemble des systèmes". 

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Stéphanie Jaquet