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Une exoplanète en forme de ballon de football

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Impression artistique de la planète WASP-103b et de son étoile hôte

Photo : ESA

Radio-Canada

Une exoplanète, qui orbite autour de son étoile hôte en moins d'une journée, présente une forme non sphérique proche de celle d’un ballon de football, affirment des astronomes français associés à l’Observatoire de Paris.

Selon l’astrophysicienne Susana Barros et ses collègues, l’exoplanète découverte en 2014 a été déformée par les forces de marée entre la planète et son étoile hôte, qui est environ 1,7 fois plus grande que le Soleil.

Cette planète, appelée WASP-103b, est située dans la constellation d’Hercule à une distance d'environ 1800 années-lumière de notre système solaire. Détectée à l’aide des données recueillies par le télescope spatial Cheops de l’Agence spatiale européenne (ESA), elle est environ 50 fois plus proche de son étoile WASP-103 que la Terre ne l'est du Soleil. Pour cette raison, l'exoplanète fait le tour de son étoile en seulement 22 heures, comparativement à 365 jours pour la Terre.

Pour cette raison, WASP-103b subit une force de marée extrême qui, à défaut de la détruire, lui donne une forme rare.

C’est la première fois que la déformation d’une exoplanète est détectée, offrant de nouvelles informations sur la structure interne de ces planètes extrêmement proches de leur étoile, explique l’Observatoire dans un communiqué.

Les marées océaniques sur la Terre sont principalement dues à l’attraction de la Lune. Le Soleil a un faible effet quand même significatif sur les marées, mais il est trop éloigné de notre planète pour provoquer des déformations significatives.

Pour sa part, WASP-103b est presque deux fois plus grande que Jupiter avec 1,5 fois sa masse. Si les astronomes soupçonnaient qu’une telle proximité provoquerait des marées monumentales, ils n’avaient pas réussi à les mesurer jusqu’à maintenant.

C’est en analysant les données recueillies par Cheops, qu’ils ont combinées à celles obtenues par les télescopes Hubble et Spitzer, que les astronomes sont parvenus à déterminer comment les forces de marée déforment l’exoplanète.

Sa déformation devrait éventuellement permettre de déterminer sa structure interne, rocheuse ou gazeuse, car la résistance d'un matériau à la déformation dépend de sa composition, note Susanna Barros.

Cheops a été placé en orbite en décembre 2019. Le télescope mesure les transits d’exoplanètes, c’est-à-dire la baisse de lumière provoquée lorsqu’une planète passe devant son étoile. Habituellement, cette technique permet de détecter les exoplanètes et révèle certains détails, comme leur taille. La grande précision de Cheops a permis de détecter le tout petit signal de la déformation de marée de WASP-103b.

Repères

  • Pas moins de 4884 exoplanètes ont été officiellement détectées dans plus de 3659 systèmes planétaires.
  • Plus de 8414 exoplanètes supplémentaires sont actuellement en attente de confirmation. (en date du 11 janvier 2022)

Une relation symbiotique

Ces travaux permettent aussi de mieux comprendre un autre mystère entourant WASP-103b. Habituellement, les interactions de marée entre une étoile et une planète très proche de la taille de Jupiter mèneraient à un raccourcissement de la période orbitale de la planète. Cette réalité la rapprocherait progressivement de l’étoile avant qu’elle ne soit engloutie par elle.

Or, les données semblent montrer que la période orbitale WASP-103b augmente et qu’elle s’éloigne lentement de l’étoile. Cela indiquerait que quelque chose d’autre que les forces de marée influe sur cette planète, affirment les chercheurs dans le communiqué.

Selon eux, plusieurs scénarios peuvent expliquer ce phénomène. Par exemple, une autre étoile d'un système binaire pourrait influer la dynamique du système ou l’orbite de la planète légèrement elliptique. De futures observations des transits de WASP-103b pourront expliquer le mystère.

Le détail de ces travaux est publié dans la revue Astronomy & Astrophysics (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

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