Les astronomes ont trouvé de nouvelles preuves d'une diversité planétaire importante au sein d'un seul système d'exoplanètes, suggérant que les collisions géantes à grande vitesse sont en partie responsables de l'évolution planétaire.

Une équipe internationale de scientifiques dirigée par l'Institut national italien d'astrophysique (INAF) et impliquant des physiciens de l'Université de Bristol a passé trois ans à observer le système exoplanétaire Kepler-107 via le Telescopio Nazionale Galileo à La Palma.

Ils ont rassemblé plus d'une centaine de mesures spectroscopiques des quatre planètes de masse sub-Neptune dans Kepler-107 - du nom du télescope spatial Kepler de la NASA qui a découvert le système exoplanétaire il y a cinq ans. Contrairement à la relation de la Terre au soleil, les planètes du système Kelper-107 sont beaucoup plus proches les unes des autres et de leur étoile hôte (leur équivalent de notre soleil). Toutes les planètes ont une période orbitale de jours par opposition aux années.

Il n'est pas rare que la planète la plus proche de l'étoile hôte soit la plus dense en raison du réchauffement et de l'interaction avec l'étoile hôte, ce qui peut entraîner une perte d'atmosphère. Cependant, comme indiqué dans Astronomie de la nature , dans le cas de Kepler-107, la deuxième planète, 107c, est plus dense que le premier, 107b. A tel point que 107c contient en son noyau une fraction massique de fer au moins deux fois plus importante que celle de 107b, indiquant qu'à un moment donné, 107c a eu une collision frontale géante à grande vitesse avec une protoplanète de même masse ou plusieurs collisions avec plusieurs planètes de masse inférieure. Ces impacts auraient arraché une partie du manteau rocheux et silicaté de Kepler-107c, suggérant qu'il est plus dense maintenant qu'il ne l'était à l'origine.

le Dr Zoe Leinhardt de Bristol, astrophysicien computationnel et co-auteur de l'article, de l'École de physique de l'Université de Bristol, explique :« On pense que les impacts géants ont joué un rôle fondamental dans la formation de notre système solaire actuel. La lune est très probablement le résultat d'un tel impact, La haute densité de Mercure peut être aussi, et le grand satellite de Pluton, Charon, a probablement été capturé après un impact géant, mais jusqu'à présent, nous n'avions trouvé aucune preuve d'impacts géants se produisant dans des systèmes planétaires en dehors du nôtre.

« Si notre hypothèse est correcte, cela relierait le modèle général que nous avons pour la formation de notre système solaire avec un système planétaire très différent du nôtre."

Aldo Bonomo, chercheur à l'INAF et auteur principal, a déclaré:"Avec cette découverte, nous avons ajouté une autre pièce dans la compréhension de l'origine de l'extraordinaire diversité dans la composition des petites exoplanètes. Nous avions déjà la preuve que la forte irradiation de l'étoile contribue à une telle diversité conduisant à l'érosion partielle ou totale de la atmosphères des planètes les plus chaudes. les collisions stochastiques entre protoplanètes jouent également un rôle, et peut produire des variations drastiques dans la composition interne d'une exoplanète, comme nous pensons que cela s'est produit pour Kepler-107c."

Co-auteur Li Zeng, de la Harvard Origins of Life Initiative du Département des sciences de la Terre et des planètes et du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, a ajouté:"C'est l'un des nombreux systèmes d'exoplanètes intéressants que le télescope spatial Kepler a découvert et caractérisé. Cette découverte a confirmé des travaux théoriques antérieurs suggérant que l'impact géant entre les planètes a joué un rôle lors de la formation de la planète."

On pense que des impacts géants se sont produits dans notre propre système solaire. Si des perturbations catastrophiques surviennent fréquemment dans les systèmes planétaires, puis les astronomes prédisent de trouver de nombreux autres exemples comme Kepler-107 alors qu'un nombre croissant de densités d'exoplanètes sont déterminés.