Concept d'artiste d'une exoplanète de la taille de Jupiter qui orbite relativement près de son étoile (alias un "Jupiter chaud"). Crédit :NASA/JPL-Caltech
Dans la dernière décennie, des milliers de planètes ont été découvertes au-delà de notre système solaire. Ces planètes ont fourni aux astronomes l'opportunité d'étudier des systèmes planétaires qui défient nos idées préconçues. Cela inclut des géantes gazeuses particulièrement massives qui sont plusieurs fois la taille de Jupiter (alias "super-Jupiters"). Et puis il y a ceux qui orbitent particulièrement près de leurs soleils, autrement connu sous le nom de « Jupiters chauds ».
La sagesse conventionnelle indique que les géantes gazeuses devraient exister loin de leur soleil et avoir de longues périodes orbitales pouvant durer une décennie ou plus. Cependant, dans une étude récente, une équipe internationale d'astronomes a annoncé la détection d'un "Jupiter chaud" avec la période orbitale la plus courte à ce jour. Situé 1, 060 années-lumière de la Terre, cette planète (NGTS-10b) ne prend que 18 heures pour compléter une orbite complète de son soleil.
Comme l'équipe le déclare dans son étude, qui est récemment apparu dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society ( MNRAS ), la planète a été découverte par le Next Generation Transit Survey (NGTS). Situé à l'Observatoire de Paranal de l'Observatoire européen austral (ESO) au Chili, ce télescope est utilisé par un consortium d'universités et d'agences européennes pour chasser les planètes extrasolaires.
Spécifiquement, le NGTS vise à trouver des exoplanètes de la taille de Neptune et d'une super-Terre autour d'étoiles brillantes. À ce jour, la majorité des grandes planètes qui ont des périodes orbitales courtes ont été des Jupiters chauds, qui sont les plus faciles à repérer avec le mode transit, surtout avec les télescopes au sol.
Une exoplanète en transit devant son étoile, démontrant l'une des méthodes utilisées pour trouver des planètes au-delà de notre système solaire. Crédit :ESA/C. Carreau
Dr James McCormac, chercheur post-doctoral au Center for Exoplanets and Habitability de l'Université de Warwick et membre du NGTS, était également l'auteur principal de l'étude. Comme il l'a expliqué à Universe Today par e-mail :
"Le Next Generation Transit Survey (NGTS) est un sondage robotique d'exoplanètes conçu pour découvrir des exoplanètes de la taille de Neptune. Il se compose de 12 télescopes identiques de 20 cm et est situé à l'Observatoire européen austral au Chili. Nous mesurons la goutte minuscule (aussi bas que 0,1 pour cent) dans l'intensité lumineuse lorsqu'une planète traverse la face de son étoile. nous avons trouvé neuf nouvelles exoplanètes en transit, dont une planète semblable à Neptune (NGTS-4b)."
La plupart des Jupiters chauds découverts ont des périodes orbitales d'environ 10 jours, c'est ce qui rend NGTS-4b particulièrement spécial. Alors que les Jupiters chauds à ultra-courte période (ceux avec des périodes orbitales de moins de 24 heures) sont théoriquement les plus faciles à détecter, ils se sont avérés extrêmement rares. À ce jour, seuls six des 337 Jupiters chauds découverts ont des périodes orbitales plus courtes qu'un jour.
En utilisant les données NGTS, McCormac et ses collègues ont déterminé que NGTS-10b est à peu près de la même taille que Jupiter mais avec à peu près le double de la masse. C'est la star de l'hôte, NGTS-10, est une étoile naine orange de séquence principale K5V relativement active, ce qui signifie qu'il est légèrement plus petit, plus sombre et plus frais que notre soleil. Mais étant donné la proximité de NGTS-10b sur son orbite, la planète reçoit toute la chaleur et le rayonnement qu'elle peut supporter.
Vue d'artiste de JG436b, un Neptune chaud situé à environ 33 années-lumière de la Terre. Crédit :Avec la permission du Space Telescope Science Institute
Avec une période orbitale de seulement 18 heures, NGTS-10b n'est pas seulement la planète à la période la plus courte observée à ce jour. Il figure également sur une très courte liste de planètes qui sont des candidats de choix pour l'étude des interactions de marée entre les étoiles et une planète. McCormac écrit, "Ces planètes géantes proches devraient interagir avec leurs étoiles en fonction des marées et finir par se transformer en spirale dans l'étoile et se consumer. Donc, soit nous avons beaucoup de chance d'attraper des planètes comme NGTS-10b lorsqu'elles s'enroulent, ou les processus d'interaction des marées sont moins efficaces que prévu et les planètes à période ultra-courte peuvent survivre à ces séparations rapprochées pendant de longues périodes. »
En bref, NGTS-10b a une orbite qui le place à moins de 1,46 ± 0,18 rayons de Roche de son étoile hôte, ce qui signifie qu'il est lentement en spirale vers l'intérieur. Au taux qu'ils ont calculé, McCormac et son équipe estiment que sa période orbitale se raccourcira de sept secondes au cours des prochaines décennies, et la planète finira par être mise en pièces par NGTS-10.
« Si les processus d'interaction des marées sont efficaces, puis NGTS-10b s'envolera lentement au cours des 38 millions d'années à venir et sera consumé par l'étoile, " a déclaré McCormac. " Cependant, s'ils sont moins efficaces, la planète pourrait vivre beaucoup plus longtemps à sa séparation actuelle. Nous espérons faire d'autres mesures à l'avenir pour déterminer le sort du NGTS-10b."
Dans la décennie à venir, McCormac et ses collègues espèrent mener d'autres observations de NGTS-10b pour voir s'il montre des signes d'inspiration vers son étoile. La mesure directe du taux de chute (s'il y en a) permettra aux astronomes d'imposer des contraintes plus strictes sur l'efficacité des interactions de marée entre les étoiles et les planètes.
