Première observation d’une exoplanète déformée par la force de son étoile

Une équipe internationale de scientifiques a observé, pour la première fois, comment une exoplanète a été déformée par la force de son étoile hôte, un effet connu sous le nom de « ballon de rugby » que les astronomes n’avaient, jusqu’à présent, que théorisé.

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Les résultats de ces travaux, auxquels ont participé des chercheurs du Centre d’astrobiologie (CAB), ont été publiés aujourd’hui dans la revue Astronomy &amp ; Astrophysics.

Les données, fournies par la mission CHEOPS de l’Agence spatiale européenne (ESA), révèlent que l’exoplanète WASP-103b a été déformée par de puissantes forces de marée entre la planète et son étoile hôte, WASP-103, qui est plus chaude et plus grande que notre Soleil.

« Cette exoplanète met moins d’un jour pour faire le tour de son étoile et sa forme ressemble plus à un ballon de rugby qu’à une sphère », explique Jorge Lillo-Box, chercheur au Centro de Astrobiología et co-auteur de l’étude.

Le phénomène n’est pas rare. Sur Terre, par exemple, les marées océaniques résultent de l’influence de la Lune, qui « tire » légèrement sur notre planète lorsqu’elle tourne autour de nous.

Le Soleil a également un effet faible mais significatif sur les marées, mais il est trop éloigné de la Terre pour provoquer de grandes déformations.

Dans ce cas, l’étoile autour de laquelle tourne l’exoplanète, appelée WASP103 dans la constellation d’Hercule, a une température similaire et est environ 1,7 fois plus grande que notre Soleil.

L’exoplanète, WASP-103b, est une planète géante gazeuse dont la taille est presque deux fois supérieure à celle de Jupiter et dont la masse est 1,5 fois plus élevée. Son extrême proximité avec son étoile hôte pourrait provoquer des marées géantes, ce qui n’a pas encore été confirmé.

Grâce aux nouvelles données du télescope spatial Cheops de l’ESA, combinées aux données obtenues par le télescope spatial Hubble de la NASA/ESA et le télescope spatial Spitzer de la NASA, la communauté astronomique a pu détecter comment les forces de marée déforment l’exoplanète WASP-103b, lui donnant une forme ovale.

Ces données ont été complétées par des images à haute résolution spatiale de l’instrument AstraLux de l’Observatoire de Calar Alto (Almería), qui ont confirmé l’origine du signal.

Cheops mesure les transits d’exoplanètes, c’est-à-dire les changements de lumière qui se produisent lorsqu’une planète passe devant son étoile, mais à cette occasion, sa haute précision a permis de détecter le minuscule signal indiquant que WASP-103b subit une déformation causée par les forces de marée.

Les données de Cheops nous ont également permis de dériver un paramètre appelé le nombre de Love, qui mesure la façon dont la masse est distribuée au sein d’une planète, ce qui peut donner des informations sur sa structure interne et ses matériaux et déterminer quelle proportion de celle-ci peut être rocheuse, gazeuse ou liquide.

« La compréhension de cette structure interne est essentielle pour comprendre les processus de formation et d’évolution des systèmes planétaires », explique Jorge Lillo-Box.

Le nombre de Love de l’exoplanète WASP-103b est similaire à celui de Jupiter, ce qui suggère que la structure interne pourrait être similaire, même si WASP-103b a un rayon deux fois plus grand.

En effet, elle est « gonflée », probablement par la chaleur émanant de son étoile hôte et par d’autres mécanismes qui pourront être étudiés à l’avenir avec le télescope James Webb, le plus grand observatoire spatial de l’histoire qui permettra d’en savoir beaucoup plus sur la structure interne et le noyau des exoplanètes et, par conséquent, sur leur formation.

La fusée Ariane 5 d’Arianespace avec à son bord le télescope spatial James Webb de la NASA. (NASA)

L’étude note également que la période orbitale de WASP-103b pourrait augmenter et que la planète s’éloigne lentement de l’étoile, ce qui indiquerait que, outre les forces de marée, un autre facteur influence la planète, mais d’autres observations seront nécessaires pour en connaître la raison.

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