Une équipe de recherche dirigée par des scientifiques de l'IRAP (CNRS/CNES/Université Toulouse III—Paul Sabatier) et de l'IPAG (CNRS/UGA) a pour la première fois mesuré la densité interne d'une très jeune exoplanète en orbite autour d'une nouvelle étoile extrêmement active. Malgré le "bruit" généré par l'activité de l'étoile, ils y sont parvenus avec succès grâce à l'instrument de chasse planétaire SPIRou du télescope Canada-France-Hawaii (CFHT). Les résultats sont publiés dans MNRAS le 2 février 2021.

L'étoile AU Microscopii (AU Mic) n'a pas plus de 22 millions d'années, autrement dit quelques mois seulement si la durée de vie d'une étoile se réduisait à celle d'un être humain. Il est donc très jeune, tout comme le système planétaire qui l'entoure, qui abrite une géante gazière nommée AU Mic b.

La masse et la densité de AU Mic b, qui a été détecté pour la première fois par le satellite TESS de la NASA, a maintenant été déterminée à l'aide du spectropolarimètre SPIRou. Ils s'avèrent très similaires à ceux de Neptune, qui a plus de quatre milliards d'années de plus. Cependant, l'orbite de l'exoplanète est 450 fois plus proche de son étoile que Neptune ne l'est du Soleil. Son atmosphère a une température d'environ 300 degrés C, et il appartient donc à la famille des Neptunes chauds.

Son étoile, qui est très actif parce qu'il est si jeune, génère des champs magnétiques très puissants, rendant extrêmement difficile l'analyse du signal AU Mic b. Cependant, les capacités hautes performances de SPIRou, avec les travaux des scientifiques de l'IRAP et de l'IPAG, a finalement permis de déterminer sa masse, et donc sa densité, malgré le "bruit" généré par l'activité d'AU Mic.

C'est la première fois que des astronomes réussissent à mesurer à la fois la masse (à l'aide de SPIRou) et le rayon (grâce à TESS) d'une exoplanète de moins de 200 millions d'années. C'est aussi la première exoplanète dont la masse a été mesurée par SPIRou, un instrument de nouvelle génération conçu et construit sous la supervision d'équipes françaises et récemment monté sur le Télescope Canada-France-Hawaï (CFHT).

Dans trois autres articles récemment publiés, les équipes de recherche impliquées avec SPIRou ont également confirmé les performances inégalées du nouvel instrument, et étudié une autre caractéristique de AU Mic b, l'inclinaison de son orbite. Celui-ci s'est avéré bien aligné avec le plan équatorial de son étoile, suggérant que sa formation n'a pas été affectée par d'autres objets massifs.

Tous ces résultats fournissent des informations supplémentaires qui aideront les scientifiques à affiner les modèles de formation et de migration planétaires.