CHEOPS dévoile une exoplanète en forme de ballon de rugby

D'intenses forces de marée dues à la proximité de son étoile transforment la planète WASP-103b en ballon de rugby. ©ESA
Astronomie
Keystone-ATS
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Grâce au télescope spatial CHEOPS, une équipe internationale avec participation suisse a détecté une exoplanète en forme de ballon de rugby. En cause, d'intenses forces de marée, selon ces travaux publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Sur Terre, les marées sont principalement générées par la lune. Sa force gravitationnelle provoque une accumulation d'eau dans la région océanique située en dessous, qui manque ensuite dans les régions environnantes et explique ainsi la marée basse. Bien que cette déformation de l'océan provoque des différences de niveau frappantes en de nombreux endroits, elle est à peine visible depuis l'espace.

Il en va autrement sur la planète WASP-103b, où les marées sont extrêmes. En cause, la proximité de la planète avec son étoile. La planète ne met qu’un jour à tourner autour de celle-ci; elle est soumise à des forces de marée si intenses qu'elle est déformée jusqu'à prendre l’apparence d’un ballon de rugby, ont indiqué mardi les universités de Genève (UNIGE) et de Berne (UNIBE) dans un communiqué commun.

Grâce à CHEOPS

La planète WASP-103b est située dans la constellation d’Hercule. Elle fait presque deux fois la taille de Jupiter, la plus grosse planète géante de notre système solaire, et représente une fois et demie sa masse. Elle est environ 50 fois plus proche de son étoile que la Terre ne l’est du Soleil.

"En raison de sa grande proximité avec son étoile, nous avions déjà soupçonné que de très grandes marées étaient provoquées sur la planète", explique Yann Alibert, professeur d’astrophysique à l’Université de Berne et membre du Pôle de recherche national (PRN) PlanetS, cité dans le communiqué.

Les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer avaient déjà observé la planète par le passé. Toutefois, c’est la haute précision de CHEOPS qui a permis aux scientifiques de mesurer le minuscule signal de la déformation de la planète due aux marées, à plus de 2800 années-lumière de distance.

Ils ont profité du fait que la planète atténue légèrement la lumière de l'étoile à chaque fois qu’elle passe devant elle. "Après avoir observé plusieurs de ces transits, nous avons pu mesurer la déformation", ajoute Babatunde Akinsanmi, chercheur à l’UNIGE et co-auteur de l’étude.

Une planète gonflée

Les résultats permettent non seulement de tirer des conclusions sur la forme de la planète, mais aussi sur sa composition. En effet, l'équipe a pu dériver un paramètre appelé "nombre de Love" (du nom du mathématicien britannique Augustus E. H. Love) à partir de la courbe de lumière du transit de WASP-103b. Ce paramètre indique comment la masse est répartie au sein de la planète et donne des indices sur sa structure interne.

"La résistance d’un matériau à la déformation dépend de sa composition", précise Babatunde Akinsanmi. "Sur Terre, nous ne pouvons voir les marées que dans les océans. La partie rocheuse ne bouge pas beaucoup. Par conséquent, en mesurant à quel point la planète est déformée, nous pouvons déterminer quelle proportion est constituée de roche, de gaz ou d’eau."

Le nombre de Love de WASP-103b est semblable à celui de Jupiter, la géante gazeuse de notre système solaire. Cela suggère que les structures internes de WASP-103b et de Jupiter sont similaires – même si WASP-103b est deux fois plus grande.

En attendant James Webb

"En principe, on s'attendrait à ce qu’une planète ayant 1,5 fois la masse de Jupiter ait à peu près la même taille. Par conséquent, WASP-103b doit être fortement gonflée en raison du chauffage par son étoile proche, et peut-être d'autres mécanismes", note Monika Lendl, professeure au Département d’astronomie de l’UNIGE et co-auteure de l’étude.

Cependant, comme l’incertitude dans la mesure du nombre de Love reste assez élevée, de futures observations avec CHEOPS et le télescope spatial James Webb, lancé le 25 décembre dernier, seront nécessaires pour percer les mystères de WASP-103b.

"Cela améliorerait notre compréhension de ces fascinants Jupiters chauds et permettrait une meilleure comparaison entre ceux-ci et les planètes géantes de notre système solaire", conclut Monika Lendl. CHEOPS est une mission conjointe de l’Agence spatiale européenne (ESA) et de la Suisse, dirigée par l’UNIBE en collaboration avec l’UNIGE.

ATS
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