Une diversité de systèmes inattendue

Elles peuvent être grosses ou petites, accomplir une orbite entière en moins d’un jour, tourner autour d’étoiles doubles, former des systèmes multiples très compacts : les planètes extrasolaires ne cessent d’étonner les astronomes

51 Peg b

Le 6 octobre 1995, Michel Mayor et Didier Queloz annoncent la découverte de la première planète extrasolaire. D’emblée, elle interpelle les astronomes qui ne comprennent pas ce qu’une géante gazeuse de cette masse fabrique si près de son étoile. Une telle planète, de type Jupiter, prend forcément naissance dans une région beaucoup plus éloignée, là où la glace, le gaz et les poussières dont elle est constituée ne sont pas vaporisés. Pour expliquer sa position, il a donc fallu recourir à la théorie dite de la migration planétaire qui explique comment les planètes changent d’orbite lorsque le disque protoplanétaire est encore présent. 51 Peg b est située à 51 années-lumière de la Terre, dans la direction de la constellation de Pégase. Les forces de marées sont telles qu’elle expose toujours la même face à son étoile. La température à sa surface atteint les 1000 °C.

Masse : plus de 0,47 fois la masse de Jupiter Rayon : inconnu Période : 4,23 jours Distance à l’étoile : 20 fois plus proche que la distance Terre-Soleil (0,05 Unité astronomique)

HD 10180 c, d, e, f, g et h

En 2011, l’équipe de Michel Mayor annonce la découverte, grâce au spectromètre HARPS, d’un système composé d’au moins cinq planètes du même type que Neptune et dont les masses s’échelonnent entre 12 et 25 masses terrestres. C’est la première fois que l’on découvre autant de compagnons d’un coup orbitant autour de la même étoile. Le système est très compact puisque les cinq compagnons sont plus proches de leur étoile (un astre de type solaire) que Mars du Soleil. Les chercheurs notent que ce genre de configuration ramassée, ne laissant pas de place à d’autres planètes, se rencontre régulièrement. Une sixième planète (de 65 masses terrestres) a depuis été attestée. Un septième candidat, non confirmé pour l’instant, pourrait également être de la partie, une planète de 1,4 masse terrestre, située très près de l’étoile.

Nombre de planètes : 6 Masses : entre 12 et 65 masses terrestres Rayons : inconnus Périodes : entre 5,75 et 2222 jours Distances à l’étoile : entre 0,064 et 3,4 fois la distance Terre-Soleil

HD 209458 b

Découverte en novembre 1999 par l’équipe de Michel Mayor, HD 209458 b a la particularité de transiter devant son étoile. Profitant de cette géométrie, une équipe internationale détecte en 2002 du sodium dans les couches profondes de son atmosphère puis, en 2003, de l’hydrogène qui semble s’échapper dans l’espace à grande vitesse à la manière d’une queue de comète. Une étude plus poussée trouve en 2004 du monoxyde de carbone (CO) dans les couches supérieures de l’atmosphère animées de mouvements très rapides atteignant plusieurs milliers de kilomètres par heure. En 2008, on découvre une diffusion dite de Rayleigh (celle qui est responsable sur Terre de la lumière bleue du ciel). Et en 2009, les chercheurs de la NASA annoncent la présence de vapeur d’eau et de méthane. Il est néanmoins hors de question de trouver de la vie sur cette géante gazeuse presque aussi grosse que Jupiter.

Masse : 0,7 fois la masse de Jupiter Rayon : 1,38 fois le rayon de Jupiter Période : 3,52 jours Distance à l’étoile : 21 fois plus proche que la distance Terre-Soleil (0,047 UA)

KEPLER 10 c

Kepler 10 c est la première planète rocheuse découverte par le satellite américain KEPLER. Mais c’est le spectrographe HARPS-N qui a permis d’obtenir la valeur la plus précise de sa masse et donc de sa densité. Une information qui a surpris les astronomes. Avec ses 17 masses terrestres, Kepler 10 c aurait dû, selon les modèles théoriques, attirer des éléments plus légers comme l’hélium et l’hydrogène du disque d’accrétion et devenir une géante gazeuse. De plus, avec Kepler 10 b (un monde de lave de 3 masses terrestres), Kepler 10 c est en orbite autour d’une étoile âgée de 10,5 milliards d’années, ce qui en fait le plus vieux système connu abritant des planètes telluriques. Cette découverte signifie que la formation de ce système remonte à une époque où l’on pensait que les éléments constitutifs des roches n’étaient pas encore si abondants dans l’Univers.

Masse : 17,2 fois la masse terrestre Rayon : 2,35 fois le rayon terrestre Période : 45,3 jours Distance à l’étoile : un quart de la distance Terre-Soleil (0,24 unité astronomique)

KEPLER 186 f

Plusieurs exoplanètes de la taille de la Terre ont été découvertes et plusieurs autres sont situées dans la zone habitable de leur étoile. Kepler 186 f est, à l’heure actuelle, la seule connue qui réunit les deux paramètres. Détectée en 2014 par le satellite américain KEPLER à l’aide de la technique du transit, elle fait partie d’un système de cinq planètes dont elle est la plus excentrique. On ne connaît pour l’heure que son rayon (1,1 fois celui de la Terre) et la distance à son étoile (0,35 fois la distance Terre-Soleil). L’analyse de l’intensité et du spectre de l’astre a montré qu’elle évolue dans la zone habitable. Cela signifie que si Kepler 186 f possédait une atmosphère comme la Terre et si l’on détectait de l’eau à sa surface, celle-ci pourrait bien être sous forme liquide. Située entre 490 et 500 années-lumière de la Terre, l’étoile est une naine rouge dont le rayon est la moitié de celui du Soleil. La surface de Kepler 186 f reçoit un flux lumineux trois fois moins intense que la Terre. L’exoplanète pourrait avoir un climat tempéré à condition qu’elle possède une atmosphère beaucoup plus dense que la Terre.

Masse : inconnue Rayon : 1,1 fois le rayon terrestre Période : 130 jours Distance à l’étoile : 0,35 fois la distance Terre-Soleil

WASP 94 Ab et WASP 94 Bb

En 2011, une équipe britannique découvre, à l’aide de la technique du transit, une planète orbitant autour de l’étoile A du système binaire appelé WASP 94. En cherchant à identifier cette planète, des astronomes genevois et belges ont découvert par hasard qu’il n’y avait pas une mais deux planètes, chacune tournant autour de son étoile. Il s’agit de deux géantes gazeuses de type « Jupiter chaud » très proches de leur astre respectif et parcourent leur orbite en quelques jours seulement alors que les deux étoiles mettent plusieurs milliers d’années pour accomplir un tour l’une autour de l’autre. La planète WASP 94 Ab suit probablement une trajectoire rétrograde, c’est-à-dire que le sens de rotation de son orbite est l’inverse du sens de rotation de son étoile sur elle-même. Nom : WASP 94 Ab WASP 94 Bb

Masse : 0,45 fois la masse de Jupiter 0,6 fois la masse de Jupiter Rayon : 1,72 fois le rayon de Jupiter inconnu Période : 3,95 jours 2 jours Distance à l’étoile : 18 fois plus proche 30 fois plus proche que la distance Terre-Soleil (0,055 UA) Terre-Soleil (0,033 UA)