Découverte de “naines gazeuses” et d’une “Mega-Terre”, 17 fois plus massive que la Terre

Comme nous le découvrons au fil du temps, l’univers est un endroit bondé… c’est d’ailleurs ce que démontrent, une nouvelle fois, les dernières découvertes sur les exoplanètes qui ont été présentées à la 224e réunion de l’American Astronomical Society. Les plus intrigantes fournissent des preuves de l’existence de deux nouveaux types de planètes qui n’existent pas dans notre système solaire : des “naines gazeuses” et des “méga-Terres”. Ces deux classes redéfinissent la règle générale qui estime que les planètes sont soit petites et rocheuses ou grandes et gazeuses, en y incluant désormais leur image miroir, des grandes planètes telluriques (rocheuses) et de petites planètes gazeuses.

Ce faisant, les résultats bouleversent les hypothèses des scientifiques sur la façon dont la taille d’une planète peut prédire sa composition et donc sur l’endroit où nous pourrions trouver des mondes habitables.

“Naines gazeuses”

Les naines gazeuses, des planètes faisant entre la taille de la Terre et celle de Neptune, ont été détectées par Lars A. Buchhave et ses collègues du Centre Harvard-Smithsonian pour l’astrophysique (CfA). Ils ont examiné les données de plus de 600 planètes en orbite autour de 400 étoiles, pour les classer par leur taille. Ils ont observé une ligne de séparation attendue à environ 3,9 fois la taille de la Terre : les plus lourdes planètes étaient desgéantes gazeuses semblable à Jupiter ; les mondes plus légers étaient probablement des planètes rocheuses comme la Terre.

Mais, à leur grande surprise, ils ont déterminé un autre sous-groupe, à environ 1,7 fois la taille de la Terre. Les petits mondes étaient également rocheux, des planètes similaires à la Terre. Mais les objets situés entre 1,7 et 3,9 fois la taille de la Terre représentaient une nouvelle classe de planètes, des naines gazeuses, disposant d’une épaisse atmosphère d’hydrogène et d’hélium, mais avec un solide noyau rocheux.

Représentation artistique d’une exoplanète tellurique, d’une géante gazeuse et d’une naine gazeuse de taille moyenne. (J. Jauch)

Les chercheurs ont également comparé ces divisions /groupes à l’étoile hôte d’une planète et ils ont constaté que les différentes classes de planètes correspondaient également à lamétallicité de leur étoile (les astronomes utilisent le terme “métaux” pour désigner tout élément plus lourd que l’hydrogène ou l’hélium). Les géantes gazeuses ont tendance à se former autour d’étoiles riches en métaux; pour les naines gazeuses, dans un environnement pauvre en métaux et pour les planètes telluriques, autour d’une "zone idéale" de métal très semblable au soleil, la plus faible de tous. C’est logique, puisque la métallicité d’une planète correspond à son étoile, elles sont toutes les deux fabriquées à partir du même nuage de gaz et de poussières. Ainsi plus lourdes, les planètes “métalliques” seraient les plus susceptibles d’avaler tout le gaz de la région dans laquelle elle évolue, engendrant des géantes gazeuses riches en métaux.

La métallicité de l’étoile d’hôte et trois types d’exoplanètes de différente composition. (Lars A. Buchhave).

Enfin, Buchhave a examiné comment la taille d’une planète se rapportait à la proximité avec de son étoile : la ligne de séparation entre les rocheuses et les gazeuses augmentent avec la distance. Cela signifie que, en supposant être assez éloigné d’une étoile, il n’y a aucune raison que pour ne pas avoir de "planètes massivement rocheuses“. Comme la technologie actuelle destinée à la traque des planètes est basée sur les petits mondes rocheux, cela signifie que nous pourrions passer à côté de toute une classe d’exoplanètes à étudier.

“Méga-Terre”

Lors de cette conférence, il a également été évoqué un second type de planète nouvellement découvert : une méga-Terre. Les astronomes connaissaient l’existence de deux mondes autour de l’étoile, semblable au soleil, nommé Kepler-10, mais ils en savaient très peu sur l’une d’entre elle, Kepler-10c, sauf qu’elle faisait environ 2,3 fois la taille de la Terre. Grace aux nouvelles technologies, ils ont enfin pu calculer sa masse, pour découvrir que “ce petit monde” sans prétention, pèse en fait 17 fois plus que la Terre.

Image d’entête : représentation artistique de Kepler-10C, au premier plan. Sa sœur, le monde de lave Kepler-10B, est au second plan. (David A. Aguilar – CfA)

Cette planète, surnommée la “Godzilla des Terres” par les chercheurs, a probablement la même composition de base que la Terre, en plus grande quantité et plus étroitement comprimée. Quant à savoir comment une planète pourrait devenir si dense et si massive sans acquérir suffisamment de gaz à proximité pour devenir une géante gazeuse, la science a une réponse succincte : nous ne savons pas encore… Mais les théoriciens s’efforcent de le déterminer, fournissant ainsi plus de données pour essayer de définir en détail la formation des planètes.

C’est une assez bonne nouvelle pour les recherches sur les exoplanètes habitables, qui pourront désormais rajouter ce type de monde à surveiller.

Sur les naines gazeuse, publiée dans Nature : Three regimes of extrasolar planet radius inferred from host star metallicities. La découverte de la Méga-Terre, annoncée sur le site du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics : Astronomers Find a New Type of Planet: The "Mega-Earth". Les découvertes présentées lors de la 224e réunion de l’American Astronomical Society.