Si vous fermez les yeux et imaginez un système de planètes en orbite autour d'une étoile lointaine, que voyez-vous ?

Pour la plupart des gens, de telles pensées évoquent des systèmes qui reflètent le système solaire :des planètes en orbite autour d'une étoile hôte sur des orbites quasi circulaires, des planètes rocheuses plus proches et des géants tels que Jupiter dans les profondeurs glacées.

Cependant, plus nous étudions le cosmos, plus nous commençons à réaliser que des systèmes planétaires comme le nôtre pourraient être plus une exception qu'une règle.

Imaginez un système avec une planète gazeuse, un peu plus grande que Saturne, rasant la surface de son étoile hôte sur une orbite extrêmement rapide. Il fait une chaleur infernale et brille d'un rouge terne, cuisant dans un rayonnement stellaire.

Imaginez ensuite une autre planète géante plus éloignée, plus grande que Jupiter, se déplaçant sur une orbite lointaine et très allongée qui la fait ressembler davantage à une comète qu'à une planète traditionnelle.

Ça ne ressemble pas beaucoup à la maison, n'est-ce pas ? C'est pourtant ce que nous avons découvert.

Présentation du système planétaire HD83443

L'histoire du système HD83443 commence à la fin du XXe siècle, lorsque les astronomes ont commencé à observer de manière obsessionnelle des étoiles similaires au Soleil. Ils cherchaient des preuves de ces étoiles oscillant d'avant en arrière sous l'influence de compagnons planétaires invisibles.

À l'aide du télescope anglo-australien de 3,9 mètres de l'observatoire de Siding Spring près de Coonabarabran, les chercheurs ont découvert une planète en orbite autour de l'étoile HD83443. Cette planète, HD83443b, était aussi massive que les géantes gazeuses Saturne et Jupiter.

Mais c'est là que les similitudes se sont arrêtées. HD83443b est un "Jupiter chaud":une planète gazeuse géante effleurant la surface de son étoile hôte (qui est un peu plus petite et plus froide que le Soleil), et effectuant chaque tour en moins de trois jours terrestres !

Pendant deux décennies depuis sa découverte, nous avons continué à surveiller les mouvements du HD83443. Ces dernières années, nous avons mené ce travail à l'observatoire du mont Kent de l'Université du sud du Queensland.

En combinant nos observations avec d'autres, nous avons découvert une nouvelle planète étrange dans le système, que nous décrivons dans un article publié le mois dernier.

Ce monde, HD83443c, met plus de 22 ans pour orbiter autour de son étoile hôte et est environ 200 fois plus éloigné que son frère infernal. Étant donné que "l'année" de HD83443c est si longue, nous avons eu besoin de plus de deux décennies d'observations pour confirmer son existence, en suivant un seul tour autour de son étoile hôte.

Mais ce qui est vraiment inhabituel, c'est l'excentricité de son orbite. Alors que les planètes du système solaire suivent des orbites quasi circulaires, HD83443c suit une trajectoire beaucoup plus allongée qui rappelle les comètes de notre système solaire.

Les suites d'un tango planétaire

Des planètes telles que le "Jupiter chaud", HD83443b, sont particulièrement intéressantes pour les astronomes car elles ne ressemblent à rien près de chez nous. Les géantes gazeuses telles que Jupiter commencent leur vie loin de leur étoile hôte où les glaces sont abondantes.

Ces glaces leur permettent de croître rapidement, gagnant suffisamment de masse pour s'envelopper dans d'énormes atmosphères.

Contrairement aux planètes géantes du système solaire, lorsque HD83443b a atteint sa maturité, elle a dû migrer vers l'intérieur pour se retrouver près de son étoile hôte. Qu'est-ce qui a causé cette migration ?

Eh bien, au fil des ans, les astronomes ont trouvé de nombreux Jupiters chauds. En essayant de comprendre ces étranges planètes, plusieurs mécanismes ont été proposés pour expliquer leur migration, mais dans la plupart des cas, toute preuve de la cause de la migration est perdue dans un passé lointain.

Dans le cas spécifique de HD83443b, cependant, il semble que notre nouvelle découverte aurait pu fournir la preuve du pistolet irréfutable. Le monde nouvellement découvert, HD83443c, pourrait être la raison pour laquelle son frère s'est retrouvé sur son orbite infernale actuelle.

Imaginez que HD83443c et HD83443b se forment pour la première fois dans les profondeurs glacées du système HD83443. Ils auraient été enterrés dans le disque massif de gaz et de poussière entourant l'étoile, appelé "disque protoplanétaire".

Au fur et à mesure que les planètes se déplaçaient à travers le disque, elles s'en nourrissaient, devenaient de plus en plus massives et dérivaient lentement vers l'intérieur alors qu'elles interagissaient avec le disque qui les entourait.

Finalement, ils sont devenus trop proches l'un de l'autre. Ils ne se sont pas tout à fait heurtés, mais alors qu'ils se croisaient, leurs immenses forces gravitationnelles ont agi comme une fronde, les catapultant tous les deux sur de nouvelles orbites.

HD83443b, la chaude Jupiter, a été propulsée vers l'intérieur sur une orbite qui effleure la surface de l'étoile à son approche la plus proche, avant de revenir vers l'extérieur vers la scène initiale de quasi-collision. L'autre planète, HD83443c, est projetée vers l'extérieur sur sa trajectoire allongée actuelle.

Au cours des millénaires, quelque chose de remarquable s'est produit. Chaque fois que HD83443b se rapprochait de son étoile hôte, sa présence augmentait les marées sur l'étoile, et à son tour l'étoile hôte faisait monter les marées sur elle. Cela aurait essentiellement "appliqué les freins" au mouvement de HD83443b.

Cela signifie que HD83443b a perdu un tout petit peu de vitesse à chaque fois qu'il passait devant l'étoile hôte. Alors qu'il revenait vers l'extérieur, il n'a pas réussi à voyager aussi loin qu'avant et son orbite s'est lentement circularisée. Il a été entraîné vers l'intérieur jusqu'à ce qu'il atteigne sa minuscule orbite circulaire actuelle, sur laquelle il passera le reste de sa vie.

HD83443c, cependant, n'a pas connu un tel sort. Après avoir été projeté vers l'extérieur lors de la rencontre initiale avec HD83443b, il est resté si éloigné de l'étoile centrale que son orbite n'a jamais été impactée.

Son orbite très lente et allongée est la preuve de cette première rencontre planétaire datant de la jeunesse du système.

Est-ce qu'il n'y a pas d'endroit comme à la maison ?

Cette histoire est fascinante, mais l'objectif principal de notre recherche continue de mondes extraterrestres est de trouver des endroits qui ressemblent beaucoup plus à notre chez-soi.

Nous utilisons les mêmes outils qui nous ont conduits à HD83443c pour trouver des systèmes planétaires comme le nôtre, avec des planètes géantes sur des orbites éloignées de leurs étoiles hôtes. Nous devrons peut-être regarder des étoiles lointaines pendant des décennies à la fois, en regardant leur gracieuse valse céleste.

Nous trouverons sans aucun doute de nombreux autres systèmes surprenants similaires à HD83443, qui en révèlent davantage sur la véritable variété des systèmes planétaires. + Explorer plus loin

Même les étoiles vouées à mourir comme les supernovae peuvent avoir des planètes

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article d'origine.