Une équipe de scientifiques dirigée par l'astronome Ján Šubjak de la division stellaire de l'Institut astronomique du CAS et du Centre d'astrophysique de l'université de Harvard et de la Smithsonian Institution a récemment annoncé une découverte majeure dans le domaine de la recherche d'exoplanètes. Grâce aux données de la mission spatiale TESS et aux observations au sol du spectrographe HARPS au Chili, l'existence d'une exoplanète de type mini-neptun, nommée TOI-2458 b, a été confirmée.
La découverte du mini-neptun TOI-2458 b
TOI-2458 b a été identifiée pour la première fois comme une planète en transit. En se déplaçant devant son étoile mère, elle provoque une baisse périodique de sa luminosité. Les changements de luminosité de l'étoile ont conduit les scientifiques à effectuer des observations plus détaillées. La combinaison des données du satellite TESS et des mesures spectroscopiques a permis de déterminer la taille, la masse et d'autres propriétés de la planète.
La planète TOI-2458 b a un rayon d'environ 2,8 fois celui de la Terre et une masse d'environ 13,3 fois celle de la Terre. Elle tourne sur une orbite très rapprochée : une révolution autour de l'étoile ne dure que 3,74 jours. Cela signifie que la planète se trouve dans un environnement très chaud où les conditions ne sont pas propices à la vie.
L'étoile mère et ses propriétés inhabituelles
L'étoile autour de laquelle tourne TOI-2458 b a également attiré l'attention des scientifiques. Il s'agit d'une étoile de type F dont la masse est légèrement supérieure à celle de notre Soleil et dont la température de surface est d'environ 6000 K. Les analyses montrent que l'étoile est à un stade avancé de son évolution et commence à quitter la séquence principale, ce qui suggère un âge d'environ 5,7 milliards d'années.
Une autre découverte surprenante a été la rotation rapide de l'étoile, qui ne dure que 9 jours, ainsi qu'un cycle d'activité magnétique très court de 54 jours. Cette combinaison est inhabituelle pour les étoiles de type F. Des cycles aussi courts n'ont été observés que dans quelques étoiles, comme τ Boo, connue pour son interaction avec une exoplanète chaude de type Jupiter (note : selon l'Institut de la langue tchèque du CAS, nous avons une planète Jupiter ou Neptune dans le système solaire, mais s'il s'agit d'un type d'exoplanète, il est recommandé de dire "Jupiter chaud", "mini Neptune", etc.)
"Nos observations suggèrent que ce système est dynamiquement très intéressant". déclare le Dr Šubjak. "La rotation rapide et l'activité magnétique de l'étoile pourraient être le résultat d'interactions passées avec des objets planétaires.
Découverte d'une autre planète dans le système TOI-2458
Une étude plus approfondie du système planétaire TOI-2458 a permis d'identifier la présence d'une seconde planète orbitant à une plus grande distance de l'étoile. Cette planète a une période orbitale d'environ 16,5 jours, ce qui signifie qu'elle est plus éloignée de l'étoile que TOI-2458 b. Les modèles dynamiques suggèrent que sa masse se situe entre 10 et 25 fois celle de la Terre, mais d'autres observations seront nécessaires pour déterminer ses propriétés avec plus de précision.
L'histoire de la formation du système et le rôle du Jupiter chaud perdu
L'un des résultats les plus importants de cette étude est l'hypothèse selon laquelle le système planétaire TOI-2458 pourrait avoir inclus un Jupiter chaud dans le passé. Contrairement aux hypothèses suggérant la migration de ces planètes depuis les parties extérieures du disque protoplanétaire, ce Jupiter chaud pourrait s'être formé in situ à une distance très proche de l'étoile.
Au fil du temps, cependant, la planète géante a été avalée par l'étoile en raison des interactions de marée. Ce processus pourrait expliquer pourquoi TOI-2458 tourne aujourd'hui à une vitesse inhabituelle. "L'ingestion d'une planète massive aurait pu donner à l'étoile un couple de rotation important". explique le Dr Šubjak.
Impact sur la dynamique actuelle du système
Si cette hypothèse d'un Jupiter chaud disparu est valide, sa présence dans le passé aurait considérablement affecté la dynamique des orbites des planètes restantes. Les scientifiques pensent que des interactions gravitationnelles pourraient être à l'origine de l'inclinaison inhabituelle de l'orbite de la mini-Neptune TOI-2458 b, qui tourne maintenant autour des pôles de son étoile. Cette inclinaison pourrait être le résultat de résonances séculaires qui ont agi sur la planète dans les premiers stades du système, avant que le Jupiter chaud ne s'enfonce en spirale dans son étoile.
Implications pour la recherche d'exoplanètes et la formation de systèmes planétaires
Si elle est confirmée, cette hypothèse pourrait fournir de nouvelles informations sur la manière dont les systèmes stellaires interagissent avec les planètes en orbite dans leur voisinage. Les observations futures pourraient apporter des preuves supplémentaires de cette théorie tout en révélant plus de détails sur les processus dynamiques dans les systèmes exoplanétaires. Des études similaires pourraient également révéler à quel point ces scénarios sont courants dans notre galaxie et quelles conditions doivent être réunies pour la formation et la stabilité à long terme de ces systèmes. "Le système TOI-2458 nous montre que l'Univers est plein de surprises et lance de nouveaux défis à nos modèles de formation des planètes". ajoute le Dr Šubjak.
Lien vers l'article: ici a ici
Institut d'astronomie du CAS/ gnews - RoZ
Illustration du système TOI-2458 dans une vision d'intelligence artificielle. Image créée avec DALL-E, OpenAI
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