Pouvons-nous détecter des planètes dramatiquement déformées par leur étoile ?

Il y a des planètes extra-solaires (exoplanètes) de toutes tailles, de petits mondes rocheux qui mesurent jusqu’à la taille de Mercure, à de massives géantes gazeuses qui éclipserait Jupiter. Les chasseurs d’exoplanètes ont développé une gamme sophistiquée de télescopes et de techniques pour détecter cette multitude de circonférences exoplanétaires, mais nous sommes maintenant sur le point de pouvoir détecter des exoplanètes de différentes formes.

Les exoplanètes orbitent autour de nombreux types d’étoiles, mais les cibles les plus intéressantes pour les chercheurs sont les naines rouges, la catégorie la plus abondante d’étoiles dans notre galaxie.

Dans la chasse aux exoplanètes habitables, des mondes qui orbitent autour de leur étoile dans la zone habitable, la distance à laquelle il ne fait ni trop chaud, ni trop froid pour que l’eau liquide subsiste à la surface de planète rocheuse, les astronomes ont trouvé que les naines rouges détiennent un énorme potentiel. Comme elles sont moins chaudes et plus petites que notre soleil, les zones habitables des naines rouges sont plus compactes/ proches. Cela signifie les mondes habitable en orbites autour de leur naine rouge s’en rapprocheront et accélérons de plus en plus. Cet attribut orbital est un bonus, car il y aura davantage de possibilités pour les télescopes de détecter les évènements de transit, lorsque l’exoplanète passe devant son étoile, bloquant légèrement sa lumière de notre vue.

En raison de leur masse légère, les naines rouges sont aussi d’anciennes étoiles. Comme elles sont âgées, il y a également davantage de chance d’y trouver des systèmes planétaires stables qui pourraient rester habitables pendant des lustres. Plus longue est la période d’habitabilité, plus de formes de vie hypothétiques pourraient y avoir évolué, peut-être en train de devenir ce que nous considérons être une vie intelligente.

Bien sûr, les naines rouges ont aussi leurs défauts. Elles sont connues pour être de petites étoiles tumultueuses, produisant de puissantes éruptions stellaires qui seraient susceptibles d’irradier n’importe quel monde à proximité. En outre, leurs zones habitables seraient si compactes/ proches que tout monde en orbite sera verrouillé par l’effet de marée gravitationnelle avec l’étoile (comme la Lune qui présente toujours la même face à la Terre).

Cette rotation synchrone bloque donc un côté de l’exoplanète vers son étoile, que cela soit un petit monde rocheux ou une géante gazeuse. Un hémisphère serait constamment plongé dans la nuit et l’autre subirait une exposition constante. Cet effet pourrait également avoir un impact plutôt bizarre sur la forme de cette planète; elle pourrait être écrasé comme un œuf.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’université George Mason, en Virginie.se concentrent sur la façon dont les efforts dans la traque aux exoplanètes pourraient détecter d’importantes distorsions de marée appliquées sur des géantes gazeuses orbitant près d’étoiles naines rouges et comment cela se rapporterait à de petites planètes habitables.
Comprendre les formes des exoplanètes orbitant près de leur étoile hôte a un but pratique, la distorsion de marée d’une exoplanète peut conduire à une sous-estimation du rayon de cette planète, conduisant donc à des surestimations de sa densité. Lors de l’étude de dizaines d’exoplanètes à des centaines d’années-lumière de la Terre, ces incertitudes de mesure peuvent sérieusement affecter notre compréhension des caractéristiques exoplanétaires. Se faire une idée de la déformation de l’exoplanète pourrait également aider à glaner de nouvelles idées sur sa structure.

En modélisant plusieurs configurations d’exoplanètes autour d’étoiles naines rouges, l’astrophysicien Prabal Saxena et son équipe ont estimé, dans les cas où les corps planétaires étaient bloqués par les marées, que leurs formes allongées devraient être détectables en utilisant la technologie actuelle, alors que ces mondes passent devant leur étoile. Comme souligné par les chercheurs, la détection de ces distorsions de marée devrait devenir plus facile lorsque les observatoires de nouvelle génération comme letélescope spatial James Webb (JWST) et l’ European Extremely Large Telescope (E-ELT) seront en fonction dans les prochaines années.

Il sera intéressant de trouver une de ces exoplanètes difformes, mais encore plus intéressant de repérer un monde habitable avec cette distorsion de marée.Ainsi, les scientifiques pourront vraiment arriver à comprendre qu’elle est l’impact de sa difformité sur son potentiel à donner la vie.

L’étude publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : The observational effects and signatures of tidally distorted solid exoplanets.