Une équipe internationale d'astronomes a identifié un système planétaire à 116 années-lumière de la Terre qui remet en question les théories fondamentales sur la formation des planètes. Le système, en orbite autour d'une étoile nommée LHS 1903, présente une planète rocheuse sur une orbite extérieure où l'on s'attendrait à un géant gazeux, tandis que trois géants gazeux sont positionnés plus près de leur étoile.
La découverte a été faite à l'aide du télescope spatial CHEOPS de l'Agence spatiale européenne, une mission sous la direction de l'Université de Berne en collaboration avec l'Université de Genève. Cette découverte suggère que l'architecture des systèmes planétaires à travers la galaxie pourrait être bien plus diverse que ce que l'on pensait auparavant.
Points clés à retenir
- Un nouveau système planétaire, LHS 1903, a été découvert à 116 années-lumière avec une configuration inhabituelle.
- Une petite planète rocheuse orbite loin de son étoile, tandis que trois géantes gazeuses sont situées sur des orbites plus proches.
- Cet arrangement contredit le modèle standard de formation planétaire, qui prédit des planètes rocheuses près de l'étoile et des géantes gazeuses plus éloignées.
- La découverte a été faite par le télescope spatial CHEOPS, dirigé par la Suisse, soulignant sa précision dans la détection d'exoplanètes.
- Les chercheurs proposent une nouvelle théorie de formation planétaire séquentielle pour expliquer la disposition étrange du système.
Un arrangement cosmique inattendu
Pendant des décennies, notre propre système solaire a servi de modèle principal pour l'architecture planétaire. Ce modèle montre des planètes rocheuses plus petites, denses, comme la Terre et Mars, orbitant près de l'étoile centrale, tandis que des géantes gazeuses massives comme Jupiter et Saturn résident dans les régions plus froides et extérieures.
Le système LHS 1903 renverse ce concept. Les planètes les plus intérieures sont des géantes gazeuses, des mondes que les astronomes croyaient ne pouvoir se former que dans les confins glacials d'un système. Encore plus déroutante est la présence d'une planète terrestre, ou rocheuse, sur l'orbite extérieure lointaine – une région que l'on pensait être le domaine exclusif des géantes gazeuses et de glace.
« Parce que les planètes rocheuses ne se forment normalement pas au-delà des géantes gazeuses, cette planète bouleverse complètement nos théories », a déclaré la professeure Monika Lendl de l'Université de Genève.
Cette découverte force une réévaluation des processus qui régissent la naissance des planètes. Elle s'ajoute à une liste croissante de systèmes exoplanétaires « étranges » qui ne se conforment pas au modèle soigné et ordonné fourni par notre propre voisinage cosmique.
Le rôle du télescope CHEOPS
La détection de ce monde lointain et inhabituel a été rendue possible par les capacités de haute précision du satellite de caractérisation des exoplanètes (CHEOPS). Dirigé par des institutions suisses, CHEOPS est spécifiquement conçu pour étudier les exoplanètes connues et en rechercher de nouvelles en mesurant les minuscules baisses de lumière stellaire qui se produisent lorsqu'une planète passe devant son étoile, un événement connu sous le nom de transit.
« C'est grâce à la précision de CHEOPS que nous avons pu détecter cette nouvelle planète », a expliqué Lendl. La capacité du télescope à mesurer ces changements minimes de luminosité a permis à l'équipe non seulement de confirmer l'existence de la planète, mais aussi de commencer à caractériser ses propriétés, ce qui a conduit à la conclusion qu'il s'agit d'un monde rocheux sur une orbite improbable.
Qu'est-ce que le modèle standard de formation planétaire ?
La théorie dominante suggère que les planètes se forment à partir d'un grand disque rotatif de gaz et de poussière connu sous le nom de disque protoplanétaire qui entoure une jeune étoile. Dans ce modèle, toutes les planètes d'un système sont censées se former plus ou moins en même temps. Plus près de l'étoile, où les températures sont élevées, seuls les matériaux rocheux peuvent se condenser, formant des planètes terrestres. Plus loin, au-delà de la « ligne de glace », les températures sont suffisamment basses pour que les glaces volatiles se condensent, permettant la formation de noyaux massifs qui peuvent ensuite attirer d'énormes quantités de gaz, créant des géantes gazeuses.
Une nouvelle théorie de la naissance des planètes
Pour expliquer la disposition bizarre du système LHS 1903, l'équipe de recherche a proposé une théorie alternative de la formation planétaire. Au lieu que toutes les planètes se forment simultanément, ils suggèrent que les planètes autour de la petite étoile naine rouge LHS 1903 pourraient s'être formées séquentiellement, l'une après l'autre.
Cette nouvelle hypothèse propose une chronologie pour le développement du système :
- Phase précoce : Les deux géantes gazeuses les plus intérieures se sont formées en premier, lorsque le disque protoplanétaire était encore riche en gaz. Elles ont rapidement accumulé des atmosphères massives, devenant les géantes qu'elles sont aujourd'hui.
- Phase ultérieure : La planète rocheuse extérieure s'est formée beaucoup plus tard dans l'histoire du système. À ce moment-là, la majeure partie du gaz du disque s'était dissipée ou avait été emportée par le vent solaire de l'étoile.
- Résultat : Sans une quantité significative de gaz disponible, la planète extérieure à formation tardive n'a pas pu accumuler une atmosphère massive. Elle est restée un monde rocheux plus petit et plus dense, bien qu'elle se soit formée dans une région où le gaz aurait dû être abondant plus tôt.
Ce modèle de « formation séquentielle » fournit une explication plausible de la façon dont une planète rocheuse pourrait se retrouver dans le système extérieur, longtemps après que les géantes gazeuses aient établi leurs orbites plus près de l'étoile.
Le système LHS 1903 en bref
- Distance de la Terre : 116 années-lumière
- Type d'étoile : Naine rouge
- Planètes connues : Au moins quatre
- Anomalie clé : Une planète terrestre (rocheuse) orbite plus loin que trois géantes gazeuses.
Implications pour la recherche de vie
La découverte de LHS 1903 est un rappel significatif que notre système solaire n'est pas un modèle universel. La diversité des systèmes planétaires est bien plus grande que ce que l'on imaginait auparavant, ce qui a de profondes implications pour notre compréhension du cosmos et la recherche de mondes habitables.
Selon un communiqué de l'Université de Berne, cette découverte fait partie d'un ensemble croissant d'observations qui remettent en question les théories établies. Elle souligne que la nature a de multiples façons de construire des systèmes planétaires, dont beaucoup ne ressemblent en rien au nôtre.
Alors que des télescopes comme CHEOPS et le télescope spatial James Webb continuent de scruter le ciel, ils révèlent un univers rempli d'une étonnante variété de mondes. Chaque système inhabituel comme LHS 1903 fournit une pièce cruciale du puzzle, aidant les scientifiques à affiner leurs modèles et à mieux comprendre les conditions dans lesquelles les planètes – y compris celles potentiellement porteuses de vie – peuvent se former et évoluer.
Le travail en cours des chercheurs des Universités de Berne et de Genève continue de placer la Suisse à l'avant-garde de la recherche sur les exoplanètes, repoussant les limites de ce que nous savons sur les mondes au-delà de notre système solaire.