Gliese 523b (GJ 523b) est une jeune planète ultra-dense qui orbite presque perpendiculairement à la rotation de son étoile, selon une équipe d’astronomes américains.
« Les gens utilisent l’expression ‘méga-Terre’ depuis plus d’une décennie, mais nous n’avons jamais eu de planète qui nous permette de dire concrètement ce qu’elle est », a déclaré le Dr Thomas Beatty, astronome à l’Université du Wisconsin-Madison.
« Gliese 523b le fait enfin. Ce qui est également frappant, c’est que définir la définition d’une méga-Terre n’est pas quelque chose que nous, astronomes, pouvons vraiment faire par nous-mêmes. »
« Nous avons besoin de géologues qui comprennent comment le fer et la roche se comportent à des pressions qu’aucun laboratoire sur Terre ne peut atteindre, et de spécialistes de l’atmosphère qui peuvent nous dire quelle quantité de ce que nous avons mesuré est de la roche. »
La nouvelle planète orbite autour de Gliese 523 (GJ 523), une étoile naine de taille K située à environ 87 années-lumière de la Terre, effectuant un tour tous les 17,75 jours.
Le monde extraterrestre mesure environ 2,55 fois le rayon de la Terre mais 23,5 fois la masse terrestre, ce qui lui donne une densité apparente de 7,8 grammes par cm.3 – plus dense que notre planète d’origine elle-même, bien qu’elle soit suffisamment grande pour héberger généralement une atmosphère épaisse.
« Ce n’est pas du tout ce à quoi nous nous attendions », a déclaré Max Kroft, étudiant diplômé à l’Université du Wisconsin-Madison.
« Les planètes denses comme celle-ci ne sont pas rares, mais ce sont généralement de petites planètes rocheuses semblables à la Terre ou à Mercure. Cette planète est deux fois et demie plus grande que la Terre. »
En utilisant les données de vitesse radiale du spectrographe NEID du télescope WIYN de l’observatoire national de Kitt Peak, combinées aux détections de transit antérieures de la mission TESS de la NASA, les astronomes ont confirmé la nature planétaire de Gliese 523b.
« Nous avons choisi cette planète en fonction de ce que nous pensions être sa taille et sa température », a déclaré Kroft.
« Une planète plus grande fait un plongeon plus important, nous avons donc une idée de la taille, et en fonction de la fréquence à laquelle ce plongeon se produit, nous obtenons la distance de son orbite, et nous pouvons l’utiliser pour estimer la température de l’exoplanète. »
En analysant les taux de rotation de Gliese 523 et de plusieurs étoiles compagnes se déplaçant ensemble dans l’espace, les chercheurs ont estimé que le système n’avait qu’environ 169 millions d’années.
Ils ont également déterminé que l’orbite de la planète est inclinée d’au moins 71 degrés par rapport à l’équateur de son étoile, ce qui signifie que Gliese 523b se déplace probablement au-dessus des pôles de l’étoile plutôt qu’autour de son équateur, de la même manière qu’un satellite pourrait orbiter autour de la Terre d’un pôle à l’autre plutôt que de tracer l’équateur.
La combinaison d’une masse élevée, d’un manque apparent d’atmosphère, d’une jeunesse et d’une forte inclinaison orbitale est difficile à concilier avec les théories standard sur la formation et l’évolution des planètes.
Les scientifiques ont exploré plusieurs explications possibles, notamment de violentes interactions gravitationnelles avec un compagnon extérieur non détecté, un désalignement hérité d’un disque protoplanétaire déformé ou un processus de formation impliquant des impacts géants ou une accrétion retardée de gaz qui aurait pu empêcher la planète d’accumuler une atmosphère épaisse.
« Nous avons avancé plusieurs théories possibles dans l’article, y compris la possibilité que la planète ait vu une partie de son atmosphère arrachée lorsqu’elle orbite trop près de son étoile ou qu’elle ait en fait commencé comme deux planètes qui sont entrées en collision et ont perdu leur atmosphère dans la chaleur du crash », a déclaré Kroft.
« Cela s’envole en quelque sorte. Une planète ne peut pas retenir son atmosphère s’il fait très chaud, et vous pourriez donc vous retrouver avec cette grosse boule de roche formée par ces deux planètes avec très peu d’atmosphère. »
L’article de l’équipe sera publié dans le Journal astronomique.
