Les astronomes ont découvert des milliers d'exoplanètes - des planètes au-delà de notre système solaire - mais peu ont été directement imagées, car ils sont extrêmement difficiles à voir avec les télescopes existants. Un étudiant diplômé de l'Institut d'astronomie de l'Université d'Hawaï (IfA) a déjoué tous les pronostics et a découvert une exoplanète imagée directement, et c'est le plus proche de la Terre jamais trouvé, à une distance de seulement 35 années-lumière.

À l'aide de l'enquête COol Companions ON Ultrawide orbits (COCONUTS), IfUn étudiant diplômé Zhoujian Zhang et une équipe d'astronomes, Michael Liu et Zach Claytor (IfA), William Best (Université du Texas à Austin), Trent Dupuy (Université d'Édimbourg) et Robert Siverd (Gemini Observatory/National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) ont identifié une planète environ six fois la masse de Jupiter. Les recherches de l'équipe, Publié dans Les lettres du journal astrophysique , a conduit à la découverte de la planète géante gazeuse à basse température en orbite autour d'une étoile naine rouge de faible masse, environ 6, 000 fois plus loin que la Terre tourne autour du soleil. Ils ont surnommé le nouveau système planétaire COCONUTS-2, et la nouvelle planète COCOONUTS-2b.

"Avec une planète massive sur une orbite à très grande séparation, et avec une étoile centrale très cool, COCONUTS-2 représente un système planétaire très différent de notre propre système solaire, " a expliqué Zhang. L'enquête COCONUTS a été au centre de sa thèse de doctorat récemment achevée, visant à trouver des compagnons à grande distance autour d'étoiles de tous types proches de la Terre.

La chaleur piégée aide à détecter la planète

COCONUTS-2b est la deuxième exoplanète imagée la plus froide trouvée à ce jour, avec une température de seulement 320 degrés Fahrenheit, qui est légèrement plus froide que la plupart des fours utilisés pour cuire des biscuits. La planète peut être directement imagée grâce à la lumière émise produite par la chaleur résiduelle piégée depuis la formation de la planète. Toujours, la production d'énergie de la planète est plus d'un million de fois plus faible que celle du soleil, la planète ne peut donc être détectée qu'à l'aide d'une lumière infrarouge à faible énergie.

"Détecter et étudier directement la lumière des planètes géantes gazeuses autour d'autres étoiles est généralement très difficile, puisque les planètes que nous trouvons ont généralement des orbites à faible séparation et sont donc enfouies dans l'éclat de la lumière de leur étoile hôte, " dit Liu, Le directeur de thèse de Zhang. "Avec son énorme séparation orbitale, COCONUTS-2b sera un grand laboratoire pour étudier l'atmosphère et la composition d'une jeune planète géante gazeuse."

La planète a été détectée pour la première fois en 2011 par le satellite Wide-field Infrared Survey Explorer, mais on croyait qu'il s'agissait d'un objet flottant librement, pas en orbite autour d'une étoile. Zhang et ses collaborateurs ont découvert qu'il est en fait lié gravitationnellement à une étoile de faible masse, COCO-2A, soit environ un tiers de la masse du soleil, et environ 10 fois plus jeune.

L'obscurité règne

En raison de son orbite à grande séparation et de son étoile hôte froide, Le ciel de COCONUTS-2b serait radicalement différent pour un observateur par rapport au ciel de la Terre. La nuit et le jour se ressembleraient fondamentalement, avec l'étoile hôte apparaissant comme une étoile rouge vif dans le ciel sombre.

La découverte de Zhang a alimenté son désir de continuer à explorer les exoplanètes, naines brunes, et étoiles. L'astronome en herbe est diplômé de l'IfA cet été et commencera ses recherches postdoctorales à l'automne 2021, avec l'ancien élève d'IfA, Brendan Bowler, professeur d'astronomie à l'Université du Texas à Austin.