La Terre est condamnée, mais pas avant 5 milliards d'années. Notre planète sera rôtie à mesure que notre soleil s'étendra et deviendra une géante rouge, mais l'exoplanète WASP-12b, situé à 600 années-lumière dans la constellation d'Auriga, il reste moins d'un millième de ce temps :3 millions d'années comparativement dérisoires.

Une équipe d'astrophysiciens dirigée par Princeton a montré que WASP-12b se dirigeait vers son étoile hôte, vers une destruction certaine. Leur article paraît dans le 27 décembre, 2019, question de la Lettres de revues astrophysiques .

WASP-12b est connu comme un "Jupiter chaud, " une planète gazeuse géante comme notre planète voisine Jupiter, mais qui est très proche de sa propre étoile, en orbite autour de son soleil en seulement 26 heures. (Par contre, nous mettons 365 jours en orbite, et même Mercure, la planète la plus intime de notre système solaire, prend 88 jours.)

"Depuis la découverte du premier 'Jupiter chaud' en 1995 - une découverte qui a été récompensée par le prix Nobel de physique de cette année - nous nous demandons combien de temps de telles planètes peuvent survivre, " a déclaré Joshua Winn, professeur de sciences astrophysiques à Princeton et l'un des auteurs de l'article. "Nous étions à peu près sûrs qu'ils ne pourraient pas durer éternellement. Les fortes interactions gravitationnelles entre la planète et l'étoile devraient provoquer une spirale vers l'intérieur de la planète et sa destruction, mais personne ne pouvait prédire combien de temps cela prendrait. Cela pourrait être des millions d'années, il pourrait s'agir de milliards ou de milliards de milliards. Maintenant que nous avons mesuré le taux, pendant au moins un système - c'est des millions d'années - nous avons un nouvel indice sur le comportement des étoiles en tant que corps fluides."

Le problème est que lorsque WASP-12b orbite autour de son étoile, les deux corps exercent des tractions gravitationnelles l'un sur l'autre, soulevant des "marées" comme les marées océaniques soulevées par la lune sur Terre.

Dans l'étoile, ces raz de marée font que l'étoile est légèrement déformée et oscille. A cause des frottements, ces ondes se brisent et les oscillations s'éteignent, un processus qui convertit progressivement l'énergie orbitale de la planète en chaleur à l'intérieur de l'étoile.

Le frottement lié aux marées exerce également un couple gravitationnel sur la planète, provoquant la spirale de la planète vers l'intérieur. Mesurer à quelle vitesse l'orbite de la planète se rétrécit révèle à quelle vitesse l'étoile dissipe l'énergie orbitale, qui fournit aux astrophysiciens des indices sur l'intérieur des étoiles.

"Si nous pouvons trouver plus de planètes comme WASP-12b dont les orbites se désintègrent, nous pourrons en apprendre davantage sur l'évolution et le devenir éventuel des systèmes exoplanétaires, " a déclaré le premier auteur Samuel Yee, un étudiant diplômé en sciences astrophysiques. "Bien que ce phénomène ait été prédit pour des planètes géantes proches comme WASP-12b dans le passé, c'est la première fois que nous saisissons ce processus en action."

L'une des premières personnes à faire cette prédiction qui était Frédéric Rasio, le professeur Joseph Cummings de physique et d'astronomie à la Northwestern University, qui n'était pas impliqué dans le travail de Yee et Winn. "Nous attendons tous depuis près de 25 ans que cet effet soit détecté par observation, " a déclaré Rasio. "Les implications de la courte échelle de temps mesurée pour la désintégration orbitale sont également très importantes. En particulier, cela signifie qu'il doit y avoir beaucoup plus de Jupiters chauds qui ont déjà parcouru tout le chemin. Lorsqu'ils atteignent la limite de Roche - la limite de perturbation des marées pour un objet sur une orbite circulaire - leurs enveloppes peuvent être arrachées, révélant un noyau rocheux qui ressemble à une super-Terre (ou peut-être un mini-Neptune s'ils peuvent conserver un peu de leur enveloppe)."

Rasio édite également Lettres de revues astrophysiques , le journal dans lequel paraît le nouvel article. Les chercheurs avaient initialement soumis leur article à une revue sœur moins prestigieuse également publiée par l'American Astronomical Society, mais Rasio l'a redirigé vers ApJ Letters en raison de la « particulièrement grande importance » de la recherche. "Une partie de mon travail consiste à m'assurer que toutes les nouvelles découvertes majeures présentées dans les manuscrits soumis aux revues AAS sont envisagées pour publication dans ApJ Letters, " dit-il. " Dans ce cas, c'était une évidence. "

WASP-12b a été découvert en 2008 grâce à la méthode du transit, dans lequel les astronomes observent une petite baisse de la luminosité d'une étoile lorsque la planète passe devant elle, chaque fois qu'il termine une orbite. Depuis sa découverte, l'intervalle entre les creux successifs a été raccourci de 29 millisecondes par an, une observation qui a été notée pour la première fois en 2017 par le co-auteur Kishore Patra, puis un premier cycle au Massachusetts Institute of Technology.

Ce léger raccourcissement pourrait suggérer que l'orbite de la planète se rétrécit, mais il y a d'autres explications possibles :Si l'orbite de WASP-12b est plus ovale que circulaire, par exemple, les changements apparents de la période orbitale pourraient être causés par le changement d'orientation de l'orbite.

Le moyen de savoir si l'orbite raccourcit réellement est de regarder la planète disparaître derrière son étoile, connu sous le nom d'occultation. Si l'orbite change juste de direction, la période orbitale réelle ne change pas, donc si les transits se produisent plus rapidement que prévu, les occultations devraient se produire plus lentement. Mais si l'orbite est vraiment en décomposition, le moment des transits et des occultations devrait changer dans la même direction.

Au cours des deux dernières années, les chercheurs ont collecté plus de données, y compris de nouvelles observations d'occultation faites avec le télescope spatial Spitzer.

"Ces nouvelles données soutiennent fortement le scénario de décroissance orbitale, nous permettant d'affirmer avec fermeté que la planète est bel et bien en spirale vers son étoile, " a déclaré Yee. "Cela confirme les prédictions théoriques de longue date et les données indirectes suggérant que les Jupiters chauds devraient éventuellement être détruits par ce processus."

Cette découverte aidera les théoriciens à comprendre le fonctionnement interne des étoiles et à interpréter d'autres données relatives aux interactions des marées, dit Winn. "Cela nous parle aussi de la durée de vie des Jupiters chauds, un indice qui pourrait aider à faire la lumière sur la formation de ces planètes étranges et inattendues."