Dans l’espace se trouve une planète qui ne devrait pas exister
À environ 285 années-lumière de notre système solaire se trouve un charmant quartier cosmique minimaliste. Son « soleil », pourrait-on dire, est un corps cramoisi particulièrement petit et brillant nommé TOI-5205 – une naine rouge. Et submergé dans le vide de l’espace, nous avons maintenant localisé exactement un ami planétaire de TOI-5205, selon un article publié ce mois-ci dans The Astronomical Journal.
Les scientifiques l’appellent TOI-5205b. Oui, ce surnom est basé sur la formalité, mais vous devez admettre que c’est aussi plutôt mignon.
OK, mais voici la chose.
Il est assez typique pour les naines rouges d’ancrer des planètes (souvent plusieurs), car ces corps stellaires ne sont qu’environ la moitié de la chaleur du soleil et ont des luminosités très faibles, mais sont connus pour avoir une durée de vie moyenne extrêmement longue. Même TOI-5205 est mesuré à environ 3 500 Kelvin (3 227 degrés Celsius), contrairement à notre soleil de 5 800 Kelvin (5 526 degrés Celsius).
Cependant, il y a deux aspects particuliers de la compagnie de TOI-5205 et TOI-5205b.
Tout d’abord, on ne s’attend pas à ce que les naines rouges hébergent des planètes géantes gazeuses – mais c’est exactement ce qu’est TOI-5205b. Deuxièmement, et surtout, on pense généralement que les étoiles semblables au soleil hébergent des planètes nettement plus petites qu’elles-mêmes.
« L’étoile hôte, TOI-5205, est à peu près quatre fois plus grande que Jupiter, mais elle a réussi à former une planète de la taille de Jupiter, ce qui est assez surprenant ! » Shubham Kanodia, astronome au Carnegie Institute of Science et co-auteur de l’étude, a déclaré dans un communiqué. « Sur la base de notre compréhension actuelle nominale de la formation des planètes, TOI-5205b ne devrait pas exister. »
« C’est une planète ‘interdite’. »
Pour replacer cet écart de taille dans son contexte, Kanodia propose une analogie convaincante.
Vous pouvez penser à une planète semblable à Jupiter en orbite autour d’une étoile semblable au soleil comme un pois qui tourne autour d’un pamplemousse. TOI-5205b en orbite autour de TOI-5205, cependant, ressemble plus à un pois en orbite autour d’un citron.
Pour être clair, quelque chose d’aussi gros que Jupiter ne doit pas être rejeté comme diminutif – encore moins quelque chose plusieurs fois plus gros que Jupiter. Fondamentalement, si vous preniez toutes les planètes de notre système solaire, rassembliez leurs masses et multipliiez la somme par deux, vous obtiendriez un morceau de la taille de notre géant bien-aimé.
Pourtant, des centaines de Jupiters pourraient tenir à l’intérieur de notre soleil. Seuls quatre TOI-5205b pouvaient tenir à l’intérieur de son « soleil ».
Une comparaison de taille montrant à quoi ressemblerait le TOI-5205b en orbite autour de sa propre étoile (à gauche) et du soleil (à droite).
Katherine Cain est une gracieuseté de la Carnegie Institution for Science.
Alors, que s’est-il passé il y a longtemps, lors de la création du système stellaire TOI-5205, pour créer un appariement aussi étrange de corps cosmiques ? La réponse simple est que nous ne savons pas encore. Kanodia et ses collègues chercheurs ont quelques pistes mais disent finalement qu’ils devront l’observer plus en détail pour résoudre le mystère. Et résoudre ce mystère peut réorganiser notre connaissance de théorie de la formation des planètes.
« Nous savons que TOI-5205 b existe, il y a donc une certaine lacune dans notre compréhension de ces disques, ou intérieurs planétaires, ou du processus de formation des planètes (ou du scénario le plus probable, tout ce qui précède !) », a écrit Kanodia dans un article de blog sur la découverte.
En bref, lorsque les jeunes étoiles traversent les profondeurs de l’espace, elles ont tendance à être entourées de disques de gaz interstellaire, d’éclats rocheux et de poussière.
Un modèle établi de formation de planètes – pour les géantes gazeuses comme Jupiter et TOI-5205b – indique qu’il faut environ 10 masses terrestres du matériau du disque pour créer un noyau planétaire rocheux. Ensuite, une tonne de gaz du disque commence à se regrouper autour de ce noyau et finit par former des mondes massifs et exubérants tels que l’icône à rayures mandarine de notre système solaire.
Mais on ne s’attend pas à ce que le disque initial de TOI-5205 ait eu assez de ces blocs de construction de géantes gazeuses pour former un corps à la Jupiter.
« Au début, s’il n’y a pas assez de matériau rocheux dans le disque pour former le noyau initial, alors on ne peut pas former une planète géante gazeuse », a déclaré Kanodia. « Et à la fin, si le disque s’évapore avant que le noyau massif ne soit formé, alors on ne peut pas former une planète géante gazeuse. »
« Pourtant, » continua Kanodia, « TOI-5205b s’est formé malgré ces barrières de sécurité. »
Katherine Cain, avec l’aimable autorisation de la Carnegie Institution for Science
Du bon côté, cependant, parce que le rapport de taille entre le duo de l’espace lointain est si proche (lorsque le TOI-5205b passe devant son étoile depuis notre point de vue, il bloque même 7 % de la lumière de l’orbe), la paire est assez facile à étudier.
Les chercheurs sont particulièrement intéressés par l’utilisation du télescope spatial James Webb pour comprendre l’histoire inhabituelle du système stellaire TOI-5205. Conçu pour évaluer le cosmos avec une lentille non filtrée, en un peu plus d’un an, le JWST a déjà réussi à trouver un tout nouveau monde à lui tout seulpeindre une image détaillée d’un orbe brûlantde l’empreinte chimique et pourrait même bientôt déterminer quelle pourrait être la la plus jeune exoplanète jamais enregistrée.
À la fin de la journée, Kanodia écrit dans son article de blog, la question est la suivante : « TOI-5205 b – bien que certainement une valeur aberrante – n’est pas le seul. Si oui, à quelle fréquence ces planètes interdites se forment-elles ? «