En 2004, les astronomes découvraient 55 Cancri e, dite Janssen, une exoplanète orbitant excessivement proche de son étoile. Dans une nouvelle étude, des scientifiques apportent des éléments de réponse pour expliquer cette position qui fait de Janssen un monde infernal.

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Si la découverte d'exoplanètes rocheuses de type super-terre, c'est-à-dire légèrement plus imposantes que notre Planète, est à chaque fois un événement notable, cela ne veut pas dire que leur surface présente des conditions proches de celles que nous connaissons. Il en existe une, notamment, sur laquelle personne ne souhaiterait habiter ni ne le pourrait, d'ailleurs.

55 Cancri e, de son petit nom « Janssen », a été découverte en 2004. De massemasse similaire à celle de NeptuneNeptune, soit 8 fois plus massive que la Terre et 2 fois plus grande, Janssen est la première exoplanète dont le transittransit devant son étoileétoile a été observé directement depuis la Terre. Les astronomesastronomes ont vite remarqué que cette planète avait quelque chose d'unique. Loin d'être un monde potentiellement habitable, Janssen s'avère être plutôt un véritable enfer. Et pour cause : elle orbiteorbite autour de son étoile à seulement 2,5 millions de kilomètres, soit une distance ridiculement faible. À titre de comparaison, Mercure, qui est la planète la plus proche du Soleil dans notre Système solaireSystème solaire, orbite à 46 millions de kilomètres. Une année sur Janssen ne dure ainsi que 18 heures. Autre conséquence, sa surface doit ressembler à un océan de lavelave et son intérieur pourrait être rempli de diamants !

Comparaison entre la Terre, deux exoplanètes rocheuses (LHS 3844 b et 55 Cancri e <em>alias</em> Janssen) et Neptune. © Nasa, ESA, CSA, Dani Player
Comparaison entre la Terre, deux exoplanètes rocheuses (LHS 3844 b et 55 Cancri e alias Janssen) et Neptune. © Nasa, ESA, CSA, Dani Player

Une planète qui n’est pas à son emplacement d’origine

En analysant de plus près l'orbite de la planète grâce au spectromètre d'extrême précision (Expres) de l'observatoire Lowell en Arizona, des scientifiques se sont rendu compte qu'elle gravitait au niveau de l'équateuréquateur de son étoile, nommée Copernicus. Les autres planètes de ce système montrent toutes en revanche des orbites totalement différentes, une observation qui a rapidement amené les scientifiques à penser que Janssen n'était probablement pas à son emplacement d'origine. La planète se serait ainsi formée sur une orbite différente, plus éloignée et donc plus froide, avant de migrer graduellement vers son étoile. En se rapprochant, l'attraction gravitationnelle de Copernicus aurait ensuite modifié la forme de l'orbite de Janssen. Mais pourquoi ce déplacement ?

Tracé de l'orbite de Janssen autour de Copernicus. © Lucy Reading-Ikkanda, <em>Simons Foundation</em>
Tracé de l'orbite de Janssen autour de Copernicus. © Lucy Reading-Ikkanda, Simons Foundation

Un système binaire qui a poussé Janssen dans les bras de Copernicus

Le système planétaire de Copernicus présente certaines spécificités à prendre en compte pour répondre à cette question. Il est en effet composé de cinq exoplanètes qui orbitent autour d'une étoile de la série principale, ou étoile naineétoile naine (la catégorie la plus fréquente d'étoiles dans l'univers). Mais Copernicus fait partie d'un système binairesystème binaire, qui comporte une autre étoile de type naine rougenaine rouge.

Dans cette nouvelle étude, publiée dans Nature Astronomy, les scientifiques suggèrent donc que la proximité de cette naine rouge aurait déplacé Janssen de son orbite initiale. Petit à petit, elle serait alors passée sous l'influence dominante de Copernicus. Or, celle-ci tourne sur elle-même. La force centrifugeforce centrifuge qui en résulte fait que l'étoile est légèrement aplatie aux pôles et renflée au niveau de l'équateur. C'est cette asymétrie qui aurait, par effet de gravitégravité, attiré Janssen pour se caler finalement au niveau de l'équateur de Copernicus.        

Notre Système solaire s'est formé sur un seul plan, ce qui n'est pas le cas des autres systèmes observés jusqu'à présent. © Mopic, Adobe Stock
Notre Système solaire s'est formé sur un seul plan, ce qui n'est pas le cas des autres systèmes observés jusqu'à présent. © Mopic, Adobe Stock

Comprendre l’organisation étonnamment plane de notre Système solaire

L'étude de l'orbite de la planète Janssen et du reste de son système planétaire, est une démarche importante pour mieux comprendre l'organisation et la formation de notre propre Système solaire. Car ce dernier a une particularité : il est étonnamment plat.

Toutes les planètes de notre Système solaire orbitent en effet sur un même plan, à quelques degrés près. Cela peut paraitre normal étant donné le fait que toutes les planètes se sont formées à partir du même disque de gazgaz et de poussières. Et pourtant, la détection et l'observation d'autres systèmes multiplanètes nous montrent qu'il est au contraire plutôt fréquent de trouver des planètes orbitant autour de leur étoile sur des plans différents, à l'image du système de Copernicus.

L'organisation de notre Système solaire serait-elle donc une exception ? Pour répondre à cette question, Zhao et ses collègues du Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics de New York prévoient désormais de travailler sur d'autres systèmes planétaires, dans l'espoir d'en trouver un semblable au nôtre.