Des astronomes repèrent un système stellaire rare avec six planètes en formation géométrique

Hibou Gourou

Les astronomes ont découvert un système stellaire rare dans lequel six planètes gravitent autour d'une étoile selon un motif géométrique élaboré en raison d'un phénomène appelé résonance orbitale . En utilisant à la fois le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA et le satellite ExOPlanet (CHEOPS) de caractérisation de l'Agence spatiale européenne (ESA), les chercheurs ont dressé une image du système HD110067, magnifique mais complexe, situé à 100 années-lumière.

Les six planètes du système orbitent selon un schéma selon lequel une planète effectue trois orbites tandis qu'une autre en fait deux, et l'une effectue six orbites tandis qu'une autre en fait une, et une autre fait quatre orbites tandis qu'une autre en fait trois, et ainsi de suite. Les six planètes forment ce qu’on appelle une « chaîne résonante » où chacune est en résonance avec les planètes voisines.

Une famille rare de six exoplanètes a été déverrouillée grâce à la mission Cheops de l’ESA. Les planètes de cette famille sont toutes plus petites que Neptune et tournent autour de leur étoile HD110067 dans une valse très précise. Lorsque la planète la plus proche de l’étoile fait trois tours complets autour d’elle, la seconde en fait exactement deux en même temps. C'est ce qu'on appelle une résonance 3:2. Les six planètes forment une chaîne résonante par paires de 3 : 2, 3 : 2, 3 : 2, 4 : 3 et 4 : 3, ce qui fait que la planète la plus proche effectue six orbites tandis que la planète la plus extérieure en fait une. Khéops a confirmé la période orbitale de la troisième planète du système, qui était la clé pour débloquer le rythme de l'ensemble du système. Il s’agit du deuxième système planétaire en résonance orbitale que Khéops a contribué à révéler. Le premier s'appelle TOI-178.
Une famille rare de six exoplanètes a été découverte grâce à la mission CHEOPS de l'Agence spatiale européenne. ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

C’est cette chaîne de résonances qui rend le système si inhabituel. « Parmi les plus de 5 000 exoplanètes découvertes en orbite autour d’autres étoiles que notre soleil, les résonances ne sont pas rares, pas plus que les systèmes comportant plusieurs planètes. Ce qui est extrêmement rare, c'est de trouver des systèmes dans lesquels les résonances s'étendent sur une si longue chaîne de six planètes», a expliqué l'un des chercheurs, Hugh Osborn, de l'Université de Berne, dans un communiqué.

Les planètes de ce système sont toutes d'un type appelé sous-Neptune, qui sont des planètes plus petites que Neptune qui ne ressemblent à aucune des planètes de notre système solaire, mais sont considérées comme parmi les exoplanètes les plus courantes. On pense que les planètes se forment souvent en résonance, en raison des forces gravitationnelles impliquées. Cependant, cet équilibre délicat est facilement perturbé par des perturbations telles que le passage d’une étoile ou l’impact d’un gros astéroïde ou d’une comète.

Géométrie orbitale de HD110067 : tracer un lien entre deux planètes voisines à intervalles de temps réguliers le long de leurs orbites, crée un motif unique à chaque couple. Les six planètes du système HD110067 créent ensemble un motif géométrique fascinant grâce à leur chaîne de résonance.
Tracer un lien entre deux planètes voisines à intervalles de temps réguliers le long de leurs orbites crée un motif unique à chaque couple. Les six planètes du système HD110067 créent ensemble un motif géométrique fascinant grâce à leur chaîne de résonance. CC BY-NC-SA 4.0, Thibaut Roger/PRN PlanetS

Les chercheurs souhaitent étudier des systèmes tels que HD110067, car ils peuvent montrer à quoi pourrait ressembler un système s'il ne subit aucun de ces événements dramatiques.

"Nous pensons que seulement 1% environ de tous les systèmes restent en résonance", a déclaré le chercheur Rafael Luque de l'Université de Chicago. "Cela nous montre la configuration vierge d'un système planétaire qui a survécu intact."

La recherche est présentée dans la revue Nature .