Une planète étrangement géante trouvée autour d'une petite étoile défie les attentes.

La planète massive, qui ne devrait pas exister sur la base des théories actuelles, incite les astronomes à revoir leurs modèles de formation planétaire.

Par Jake Parks  | Publication: jeudi 26 septembre 2019

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La planète nouvellement découverte, nommée GJ 3512 b, est la moitié de la masse de Jupiter. Les chercheurs pensent que son minuscule hôte nain rouge abrite non seulement probablement une planète massive supplémentaire, mais en a également éjecté une autre dans le passé.

NASA / JPL-Caltech

Les astronomes ont découvert une gigantesque planète en orbite autour d'une étoile chétive à une trentaine d'années-lumière. Et selon les théories actuelles, la planète ne devrait pas exister. Surnommée GJ 3512 b, la géante gazeuse représente au moins la moitié de la masse de Jupiter. Mais il orbite autour d'une étoile naine rouge qui ne représente qu'un dixième de la masse de notre Soleil.

"Autour de telles étoiles, il ne devrait y avoir que des planètes de la taille de la Terre ou des super-terres un peu plus massives", a déclaré Christoph Mordasini de l'Université de Berne dans un communiqué de presse . "GJ 3512 b, cependant, est ... au moins un ordre de grandeur plus massif que les planètes prédites par les modèles théoriques pour de si petites étoiles."

Les scientifiques pensaient que les géants gazeux comme Jupiter commençaient toujours leur vie en développant des noyaux lourds et solides avant d'accumuler rapidement des atmosphères épaisses et gazeuses. C'est ce que prédisent les modèles actuels. Mais en raison du poids inhabituel de cette nouvelle planète par rapport à son étoile hôte, les nouvelles recherches suggèrent que ce n'est pas toujours le cas.

Cette image montre une comparaison entre le système solaire, le système GJ 3512 et quelques systèmes nains rouges supplémentaires tels que Proxima Centauri et TRAPPIST-1.

Guillem Anglada-Escude - IEEC / Science Wave, utilisant SpaceEngine.org

GJ 3512 et sa (ses) planète (s)

La découverte est importante car les naines rouges sont considérées comme les étoiles les plus courantes dans l'univers, représentant environ 75% de toutes les étoiles. Et généralement, les naines rouges n'ont que quelques petites planètes. En effet, les petites étoiles ne devraient pas avoir suffisamment de matière supplémentaire de leur formation pour construire de grandes planètes.

Les planètes trouvées autour des naines rouges varient généralement d'environ la masse de la Terre à environ la masse de Neptune. Mais ils ne s'approchent presque jamais de la masse de Jupiter, comme le fait GJ 3512 b. (Pour référence, Jupiter représente environ 300 fois la masse de la Terre et 20 fois la masse de Neptune.)

Parce que le GJ 3512 b est un si gros poisson dans un petit étang, les chercheurs disent que son étoile hôte n'aurait pas dû avoir suffisamment de matière pour former le géant gazeux en premier lieu - du moins selon les modèles actuels. Donc, simplement l'existence du GJ 3512 b incite les chercheurs à reconsidérer si les planètes géantes gazeuses doivent vraiment commencer leur vie en tant qu'embryons naissants de particules lourdes avant d'avaler de grandes quantités de gaz (un processus appelé accrétion du cœur ).

"Un moyen de sortir serait un disque très massif qui a les blocs de construction nécessaires en quantité suffisante", a déclaré dans un communiqué de presse Hubert Klahr, expert en formation des planètes du Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) .

L'idée de base est que si l'étoile GJ 3512 commençait initialement sa vie entourée d'un disque particulièrement massif de gaz et de poussière, la gravité du disque lui-même serait suffisamment forte pour déclencher des instabilités en son sein. Certaines régions du disque s'effondreraient alors directement, formant finalement de grandes planètes sans subir le processus de croissance typique en deux étapes.

Afin de trouver la planète, les chercheurs ont utilisé la méthode Doppler éprouvée. Ces dernières années, les astronomes se sont largement appuyés sur la méthode de transit pour découvrir les exoplanètes. Mais la méthode Doppler (ou méthode de vitesse radiale) ne dépend pas d'une exoplanète passant directement devant une étoile. Au lieu de cela, les chercheurs regardent l'étoile elle-même pour voir si elle oscille de long en large. Si c'est le cas, cela indique qu'une autre masse est dans le système, forçant l'étoile non seulement à tourner, mais aussi à danser autour du centre de masse du système entier.

Morales et al. (2019) / MPIA

C'est ce qu'on appelle le modèle d' effondrement du disque gravitationnel , et jusqu'à présent, il a été largement ignoré en ce qui concerne les planètes autour des naines rouges. Le problème majeur de ce scénario est que les chercheurs n'ont pas encore trouvé d'exemples de tels disques surdimensionnés autour de jeunes étoiles naines rouges.

Mais selon l'étude, le scénario d'effondrement gravitationnel est le moyen le plus logique pour une planète aussi grande que GJ 3512 b de se former autour d'une étoile si petite.

Et l'argument de l'effondrement gravitationnel est encore plus convaincant du fait que les astronomes ont également trouvé des preuves d'une deuxième grande planète beaucoup plus loin dans le système - ainsi que des indices qu'une troisième planète massive aurait pu être éjectée du système il y a longtemps .

"Avec GJ 3512 b, nous avons maintenant un candidat extraordinaire pour une planète qui aurait pu émerger de l'instabilité d'un disque autour d'une étoile avec très peu de masse", a déclaré Klahr. "Cette découverte nous invite à revoir nos modèles."

La nouvelle recherche a été publiée jeudi dans Science.

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/news/2019/09/giant-planet-found-around-tiny-star-defies-expectations?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR2hpegCNa_gm0acUK2Bx4fWmpQlMVaiKms9jLuDF5nh6adWSwJiojEdwrU