Les chasseurs de planètes ont repéré la planète semblable à Neptune alors qu'elle traversait devant son étoile hôte, atténuant temporairement la lumière de l'étoile d'une manière semblable à une éclipse solaire sur Terre. Cette « méthode de transit » identifie généralement les planètes avec des orbites serrées, car elles sont plus susceptibles de suivre des chemins qui les mettent entre la Terre et leur étoile hôte et, lorsqu'elles suivent de tels chemins, se déplacent plus fréquemment vers des positions bloquant la lumière. C'est pourquoi cette planète nouvellement découverte est considérée comme inhabituellement éloignée, puisqu'elle met 272 jours pour dépasser son étoile.

De plus, l'étoile est désormais de loin l'étoile la plus brillante connue pour héberger une planète en transit dans la zone habitable où l'eau liquide peut exister.

Les observations de suivi du système ont révélé encore plus de particularités. L'étoile est également orbitée par une deuxième planète encore non confirmée avec une orbite de 34 jours et, peut-être le plus intéressant, par une autre étoile. Ce système unique fournit des données précieuses aux scientifiques qui tentent de comprendre comment les planètes se forment et restent sur des orbites stables dans les systèmes multi-étoiles. Les chercheurs présentent leurs découvertes le 30 avril dans The Astrophysical Journal .

"Trouver des planètes dans des systèmes multi-étoiles est crucial pour comprendre comment créer différentes planètes à partir du même matériau", explique Nora Eisner, auteure principale de l'étude et chercheuse au Center for Computational Astrophysics du Flatiron Institute à New York.

Des systèmes d’étoiles et de planètes se forment lorsque des nuages ​​de gaz et de poussière commencent à s’agglutiner. Lorsqu’une étoile se forme aux côtés d’une autre étoile, la paire peut former un système stellaire binaire. Comme on estime que les planètes ont deux fois moins de chances de se former dans un système d'étoiles binaires que dans des systèmes à une seule étoile, Eisner dit "c'est assez excitant que nous ayons trouvé celui-ci."

La nouvelle planète, officiellement appelée TOI 4633 c, mais surnommée Percival (d'après un personnage de la série de livres "Harry Potter") par les scientifiques, a été identifiée pour la première fois par des scientifiques citoyens examinant les données collectées par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA. Le programme Planet Hunters TESS permet à toute personne disposant d'un ordinateur connecté à Internet de rechercher des planètes non découvertes dans les données TESS.

"Chaque fois que je repère un possible transit, je sens mon cœur battre plus vite et mon enthousiasme monter considérablement", déclare Simon Bentzen, un scientifique citoyen danois qui s'est porté volontaire pour Planet Hunters TESS depuis 2018. "Je suis très heureux d'avoir aidé trouver le nouveau système. J'espère que les nouvelles planètes pourront contribuer à notre compréhension de la formation des planètes et aider à répondre à d'autres questions planétaires intéressantes. "

Les scientifiques citoyens aident les astronomes à trier les énormes ensembles de données, qui sont bien trop volumineux pour que les chercheurs puissent les analyser seuls. À ce jour, le projet a permis à plus de 43 000 bénévoles de 90 pays d'aider à cataloguer quelque 25 millions d'objets. Les scientifiques citoyens sont particulièrement précieux pour trouver des exoplanètes à longue orbite, car ces objets sont difficiles à identifier pour les ordinateurs.

"Le cerveau humain a une capacité vraiment incroyable à reconnaître des modèles et à filtrer le bruit", explique Eisner, chercheur principal de Planet Hunters TESS. "Alors que nos algorithmes ont du mal à identifier ces planètes à plus longue période, ce n'est pas le cas des scientifiques citoyens."

Après que 15 scientifiques citoyens ont identifié une planète possible, Eisner et son équipe ont décidé de l'examiner de plus près. Une étude de suivi de la vitesse radiale de l'étoile (qui a recherché de minuscules oscillations dans le mouvement de l'étoile révélant l'attraction gravitationnelle de ses compagnons proches) a montré une deuxième planète potentielle proche de l'étoile.

D’autres images et données d’archives ont révélé que ce que les scientifiques pensaient au départ être une seule étoile en était en réalité deux. Les deux étoiles en orbite sont actuellement trop proches l’une de l’autre pour être distinguées individuellement depuis notre point d’observation sur Terre. Cependant, les observations d'archives de l'étoile recueillies au cours des 119 dernières années ont montré que le système est bien une paire d'étoiles binaires.

La nouvelle exoplanète possède la deuxième plus longue orbite de toutes les planètes découvertes avec les données TESS et est l’une des cinq seules avec des orbites de plus de 100 jours. "Cette planète est remarquable à bien des égards", déclare Eisner. "Il est remarquable par son orbite, il est remarquable par sa présence dans la zone habitable et il est remarquable par son orbite autour d'une étoile brillante."

Même si les scientifiques pensent que la planète se trouve dans la zone habitable, ils ne la conseilleraient pas comme destination pour vos prochaines vacances interstellaires. TOI 4633 c n'a pas de surface solide et l'atmosphère est probablement épaisse de vapeur d'eau, d'hydrogène et de méthane. Cependant, des études antérieures ont montré que les planètes à longue période sont plus susceptibles d'avoir des satellites ou des lunes, qui peuvent offrir des surfaces solides propices à la vie.

"Si cette planète devait avoir une lune, celle-ci aurait probablement une surface solide, qui pourrait alors être un excellent endroit pour trouver de l'eau", explique Eisner. À l'avenir, l'exoplanète pourrait être ciblée par des campagnes de détection d'exomoon étant donné la luminosité du système et la longue orbite de la planète, qui sont toutes deux utiles pour la détection des exomoon.

Même si les scientifiques souhaitent en savoir plus sur ce système, il faudra au moins 30 ans avant que les deux étoiles soient suffisamment éloignées l'une de l'autre pour pouvoir déterminer la disposition exacte du système stellaire. Confirmer si les planètes tournent autour de la même étoile ou d'étoiles différentes pourrait aider à améliorer notre compréhension de la durée pendant laquelle de tels systèmes peuvent rester stables.

Cela pourrait également aider les scientifiques à faire de meilleures prédictions pour trouver de nouvelles exoplanètes. En effet, près de la moitié de toutes les étoiles semblables au Soleil occupent des systèmes multi-étoiles.

"Si nous pouvions limiter l'orbite des planètes, cela constituerait vraiment un tremplin pour améliorer notre compréhension de la formation des exoplanètes", explique Eisner. "Cela pourrait aussi nous aider un jour à observer une étoile et ses propriétés et à deviner quelles planètes sont potentiellement en orbite dans ce système."

Eisner encourage les personnes intéressées à faire du bénévolat avec Planet Hunters TESS à consulter le site Web du projet.