Des planètes en orbite autour de deux étoiles, comme « Tatooine » dans Star Wars, les astronomes en découvrent de plus en plus. La dernière en date, Kepler-1647b, est la plus grosse exoplanète circumbinaire connue. Elle a la plus longue période orbitale parmi toutes celles qui ont été démasquées par transit en vingt ans. En outre, elle gravite dans la zone habitable de ses deux soleils.
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Il y a vingt-et-un ans, au lendemain de la découverte de 51 Pegasi b (la première exoplanèteexoplanète détectée), beaucoup d'astronomesastronomes s'étonnaient déjà qu'un astreastre 1,6 fois plus gros que JupiterJupiter (et deux fois moins massif) puisse graviter en seulement quatre jours autour de son soleil (contre 12 ans pour notre Jupiter). Ils avaient également de la peine à imaginer que des planètes comme la fameuse « Tatooine », où Luke Skywalker de la saga Star Wars a grandi, puissent exister.

Pourtant, dix ans plus tard, la première planète en révolution autour de deux étoiles de la séquence principaleétoiles de la séquence principale était confirmée. (Il existe un précédent, qui date de 1993, avec le cas de PSR B1620-26, un pulsarpulsar et une naine blanchenaine blanche, au sein de l'amas globulaireamas globulaire Messier 4, autour desquels gravite une Jupiter 2,5 fois plus massive.) Depuis, plus d'une dizaine de planètes circumbinaires ont été débusquées, la plupart grâce au satellite Kepler qui, entre 2009 et 2013, a surveillé le flux lumineux de plusieurs dizaines de milliers d'étoilesétoiles dans une seule direction du ciel, entre le Cygne et la Lyre. Parmi elles, une poignée figurent dans la zone habitable de leurs deux hôteshôtes, c'est-à-dire dans la région tempérée, où il ne fait ni trop chaud ni trop froid, de sorte que, comme dirait maître Yoda, « de l'eau s'il y a, liquideliquide elle peut demeurer » !

La dernière en date, Kepler-1647b, vient d'être présentée par ses découvreurs à l'occasion des rencontres de la Société américaine d'astronomie (American Astronomical Society). Sa description sera publiée dans la revue The Astrophysical Journal.

Comparaison de Kepler-1647b avec d’autres exoplanètes circumbinaires connues. Au minimum aussi grande que notre Jupiter, la planète est à ce jour la plus grosse et la plus massive découverte en orbite autour de deux étoiles. © Lynette Cook

Comparaison de Kepler-1647b avec d’autres exoplanètes circumbinaires connues. Au minimum aussi grande que notre Jupiter, la planète est à ce jour la plus grosse et la plus massive découverte en orbite autour de deux étoiles. © Lynette Cook

La plus grosse planète autour d'une étoile double

Située dans la constellationconstellation du Cygne, à environ 3.700 années-lumièreannées-lumière de notre Système solaireSystème solaire, Kepler-1647b est une géante gazeusegéante gazeuse vraisemblablement un peu plus grande et massive que Jupiter. Cela en fait la plus grosse exoplanète circumbinaire découverte à ce jour.

Elle détient un autre record aux yeuxyeux des Terriens : celui de la plus longue période orbitalepériode orbitale connue pour une planète circumbinaire... et aussi, plus largement, pour une planète découverte par transittransit (il y en a tout de même 2.621 confirmées découvertes par cette méthode dans le catalogue d’Exoplanet.eu ; le nombre total d'exoplanètes connues à la mi-juin 2016 est de 3.434 !). Il lui faut ainsi quelque 1.107 jours, soit un tout petit peu plus que trois années terrestres, pour boucler sa révolution autour de ses deux soleilssoleils (Kepler-1647 A et B).

Distante en moyenne de 2,7 unités astronomiquesunités astronomiques (soit 2,7 fois la distance entre la TerreTerre et le Soleil), elle est aussi la plus éloignée découverte à ce jour dans ce type de système. Jusqu'ici, les autres ont toujours été surprises à des distances plus courtes. Leur passage devant leur étoile étant bien sûr plus visible (leur luminositéluminosité baisse sensiblement).

« Trouver des planètes circumbinaires est beaucoup plus difficile que de trouver des planètes autour d'étoiles seules, rappelle l'un des membres de l'équipe, William Welsh, astronome à la San Diego State University. Les transits ne sont pas régulièrement espacés dans le temps et ils peuvent varier dans leur duréedurée et même leur profondeur ». Certes, on peut s'attendre à ce qu'une grosse planète comme celle-ci soit plus facile à remarquer qu'une petite, « mais, souligne son collègue du SDSU, Jérôme Orosz, si sa confirmation [celle de Kepler-61647b, NDLRNDLR] a pris tant de temps, c'est parce que sa période orbitale est très longue ».

Durant la mission de Kepler, entre 2009 et 2013, deux passages ont été enregistrés. Ensuite, une troisième observation, lors d'une éclipseéclipse d'une des deux étoiles, a permis d'inférer la massemasse de la planète (1,52 ± 0,65 fois la masse de Jupiter).

Le système des deux étoiles Kepler-1647 A et B (comparables au Soleil) est ici vu du dessus. L’orbite de Kepler-1647b (en rouge) est comparée avec celle des autres planètes circumbinaires connues (en gris) et celle de la Terre (en bleu) ; cette dernière est à 1 unité astronomique (1 UA ou, en anglais, 1 AU). © B. Quarles

Le système des deux étoiles Kepler-1647 A et B (comparables au Soleil) est ici vu du dessus. L’orbite de Kepler-1647b (en rouge) est comparée avec celle des autres planètes circumbinaires connues (en gris) et celle de la Terre (en bleu) ; cette dernière est à 1 unité astronomique (1 UA ou, en anglais, 1 AU). © B. Quarles

Une géante gazeuse pas habitée mais peut-être entourée de Pandora

Les deux soleils de Kepler-1647b ressemblent beaucoup à notre étoile à plusieurs égards : par leurs tailles, masses et températures et aussi par leurs âges. Estimé à 4,4 milliards d'années, le système est en effet presque un contemporain du nôtre (4,56 milliards d'années).

Bien que présente dans la zone habitable, la géante gazeuse ne peut pas accueillir de forme de vie, faute de surface solidesolide. Toutefois, il n'est pas exclu qu'au lieu d'être une « Tatooine » habitée, elle soit plutôt entourée de « Pandora » (c.f. le film Avatar), c'est-à-dire de luneslunes potentiellement habitables... Pour l'heure, il n'est pas encore possible de le savoir.

« Habitabilité à part, Kepler-1647b est importante car elle est la pointe de l'iceberg d'une population théoriquement prédite de grandes planètes circumbinaires à longue période », conclut William Welsh.