Les astronomes ont découvert une planète trois fois la masse de Jupiter qui voyage sur une longue, chemin en forme d'œuf autour de son étoile. Si cette planète était en quelque sorte placée dans notre propre système solaire, il oscillerait de l'intérieur de notre ceinture d'astéroïdes jusqu'au-delà de Neptune. D'autres planètes géantes avec des orbites hautement elliptiques ont été trouvées autour d'autres étoiles, mais aucun de ces mondes n'était situé aux confins de leurs systèmes stellaires comme celui-ci.

"Cette planète est différente des planètes de notre système solaire, mais plus que ça, elle ne ressemble à aucune autre exoplanète que nous ayons découverte jusqu'à présent, " dit Sarah Blunt, un étudiant diplômé de Caltech et premier auteur de la nouvelle étude publiée dans The Journal astronomique . "Les autres planètes détectées loin de leurs étoiles ont tendance à avoir de très faibles excentricités, ce qui signifie que leurs orbites sont plus circulaires. Le fait que cette planète ait une excentricité si élevée témoigne d'une certaine différence dans la façon dont elle s'est formée ou a évolué par rapport aux autres planètes. »

La planète a été découverte en utilisant la méthode de la vitesse radiale, un cheval de bataille de la découverte d'exoplanètes qui détecte de nouveaux mondes en suivant comment leurs étoiles mères "vacillent" en réponse aux remorqueurs gravitationnels de ces planètes. Cependant, les analyses de ces données nécessitent généralement des observations prises sur toute la période orbitale d'une planète. Pour les planètes en orbite loin de leurs étoiles, cela peut être difficile :une orbite complète peut prendre des dizaines voire des centaines d'années.

La recherche de la planète californienne, dirigé par le professeur d'astronomie Caltech Andrew W. Howard, est l'un des rares groupes à observer les étoiles sur les décennies nécessaires pour détecter les exoplanètes à longue période en utilisant la vitesse radiale. Les données nécessaires à la découverte de la nouvelle planète ont été fournies par les deux observatoires utilisés par le California Planet Search - l'observatoire Lick en Californie du Nord et l'observatoire W. M. Keck à Hawaï - et par l'observatoire McDonald au Texas.

Les astronomes ont observé l'étoile de la planète, appelé HR 5183, depuis les années 1990, mais n'ont pas de données correspondant à une orbite complète de la planète, appelé HR 5183 b, car il fait le tour de son étoile environ tous les 45 à 100 ans. L'équipe a plutôt trouvé la planète en raison de son orbite étrange.

"Cette planète passe le plus clair de son temps à flâner dans la partie extérieure du système planétaire de son étoile sur cette orbite très excentrique, puis il commence à accélérer et fait une fronde autour de son étoile, " explique Howard. " Nous avons détecté ce mouvement de fronde. Nous avons vu la planète entrer et maintenant elle est en train de sortir. Cela crée une signature si distinctive que nous pouvons être sûrs qu'il s'agit d'une vraie planète, même si nous n'avons pas vu une orbite complète."

Les nouvelles découvertes montrent qu'il est possible d'utiliser la méthode de la vitesse radiale pour effectuer des détections d'autres planètes éloignées sans attendre des décennies. Et, les chercheurs suggèrent, la recherche de plus de planètes comme celle-ci pourrait éclairer le rôle des planètes géantes dans la formation de leurs systèmes solaires.

Les planètes prennent forme à partir de disques de matière qui restent après la formation des étoiles. Cela signifie que les planètes devraient commencer à plat, orbites circulaires. Pour que la planète nouvellement détectée soit sur une orbite aussi excentrique, il doit avoir reçu un coup de pied gravitationnel d'un autre objet. Le scénario le plus plausible, les chercheurs proposent, est que la planète avait autrefois un voisin de taille similaire. Quand les deux planètes se sont suffisamment rapprochées, l'un a poussé l'autre hors du système solaire, forçant HR 5183 b sur une orbite très excentrique.

"Cette nouvelle planète serait fondamentalement arrivée comme une boule de démolition, " dit Howard, « faire sortir tout ce qui se trouve dans le système ».

Cette découverte démontre que notre compréhension des planètes au-delà de notre système solaire est toujours en évolution. Les chercheurs continuent de découvrir des mondes qui ne ressemblent à rien dans notre système solaire ou dans les systèmes solaires que nous avons déjà découverts.

"Copernic nous a appris que la Terre n'est pas le centre du système solaire, et alors que nous nous développions dans la découverte d'autres systèmes solaires d'exoplanètes, nous nous attendions à ce qu'ils soient des copies carbone de notre propre système solaire, " Howard explique, "Mais ce n'est qu'une surprise après l'autre dans ce domaine. Cette nouvelle planète est un autre exemple d'un système qui n'est pas à l'image de notre système solaire mais qui possède des caractéristiques remarquables qui rendent notre univers incroyablement riche dans sa diversité."