Dans notre Voie lactée, les astronomes ont identifié plus de 5 300 planètes. Certaines font partie d’un véritable système planétaire. À l’image de notre Système solaire… Ou pas tout à fait, nous apprennent aujourd’hui des chercheurs suisses.
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Depuis HD 114 762 b, la toute première exoplanète découverte à la fin des années 1980, les astronomesastronomes ont identifié plus de 5 300 planètes en orbite autour d'autres étoiles que notre Soleil, réparties sur plus de 850 systèmes planétaires comptant au moins trois exoplanètes -- ou deux planètes confirmées et d'autres candidates. Deux d'entre eux se présentent avec huit planètes confirmées et un, Trappist-1 avec sept exoplanètes. Quant à l'étoile la plus proche de notre Soleil, Proxima CentauriProxima Centauri, elle a donné naissance à au moins trois planètes.
Les astronomes pensaient qu'il n'existait que deux manières d'agencer ces exoplanètes autour de leur étoile. Mais, aujourd'hui, des chercheurs suisses démontrent pour la première fois que tous ces systèmes planétaires peuvent être classés selon quatre architectures différentes.
Il y a ainsi les systèmes qu'ils qualifient de « similaires ». Ceux au sein desquels des planètes voisines sont presque identiques les unes aux autres. Les systèmes planétaires dans lesquels la massemasse des planètes a tendance à augmenter avec la distance à l'étoile entrent dans la catégorie « ordonnée ». C'est le cas de notre Système solaire. La catégorie « anti-ordonnée » correspond aux systèmes pour lesquels la masse des planètes décroît avec la distance à l'étoile. Pour finir, les scientifiques parlent de système « mélangé » pour décrire un système planétaire dans lequel les masses des planètes varient de manière importante et différente d'une planète à l'autre.
Une architecture qui reflète le nuage initial
Les astronomes notent que cette nomenclature peut aussi être appliquée à d'autres grandeurs comme le rayon, la densité ou la fraction d'eau sur les exoplanètes. De quoi enfin pouvoir comparer les systèmes planétaires entre eux sur la base d'un outil simple.
Il ressort d'ailleurs déjà de ces travaux que l'architecture de système planétaire « similaire » est la plus courante. Elle concerne environ huit systèmes sur dix. Alors que l'architecture « ordonnée » -- celle de notre Système solaireSystème solaire -- semble la plus rare. Des différences qui seraient dues à la configuration du nuage de gaz et de poussière duquel sont nées les exoplanètes en question. Un disque relativement petit et peu massif serait à l'origine des systèmes « similaires ». Au contraire, les disques massifs et contenant de nombreux éléments lourds donneraient naissance majoritairement à des systèmes « ordonnés » et « anti-ordonnés ». Enfin, les systèmes « mélangés » seraient le fruit des disques de taille intermédiaire. Le tout sans oublier que les interactions dynamiques entre les planètes, telles que les collisions ou les éjections, influencent également l'architecture finale.
« L'un des aspects remarquables de ces résultats est qu'ils lient les conditions initiales de la formation stellaire et planétaire à une propriété observable de nos jours : l'architecture du système planétaire. Des milliards d'années d'évolution se tiennent entre les deux. Pour la première fois, nous avons réussi à établir un lien malgré un intervalle de temps aussi grand, afin de réaliser des prédictions vérifiables. Il sera passionnant de voir si ces prédictions tiendront dans le temps », conclut Yann Alibert, professeur de sciences planétaires à l'université de Berne, dans un communiqué.
