Une équipe d’astronomes pionniers a été la première à utiliser une ancienne technique, connue sous le nom de méthode des vitesses radiales, pour découvrir une nouvelle planète circumbinaire, c’est-à-dire une planète en orbite autour de deux étoiles. Dans le cadre de cette découverte, une deuxième planète a également été trouvée en orbite autour des mêmes étoiles, ce qui en fait seulement le deuxième système circumbinaire multiplanétaire confirmé à ce jour.
Il s’agit seulement du deuxième système de ce type à contenir deux planètes.
Une équipe internationale d’astronomes est la première à appliquer une ancienne technique pour découvrir un nouveau type de planète en orbite autour de deux étoiles – ce que l’on appelle une planète circumbinaire.
En prime, les chercheurs ont trouvé une deuxième planète en orbite autour des deux mêmes étoiles, ce qui constitue seulement le deuxième système circumbinaire multiplanétaire confirmé découvert à ce jour. L’étude a été publiée le 12 juin dans la revue Nature Astronomy.
Les planètes circumbinaires étaient autrefois reléguées à la science-fiction, mais grâce aux données recueillies par la mission Kepler de la NASA, les astronomes savent désormais que les systèmes stellaires multiples sont plus courants qu’on ne le pensait. Même si nombre d’entre elles ne possèdent pas de planètes, environ la moitié des étoiles du ciel sont constituées de formations doubles, triples ou quaternaires. L’autre moitié est constituée d’étoiles simples comme notre soleil. Malgré leur nombre, les scientifiques ne comprennent que très peu de choses sur les planètes qui se forment autour des systèmes d’étoiles multiples.
« Lorsqu’une planète est en orbite autour de deux étoiles, elle peut être un peu plus compliquée à trouver parce que les deux étoiles se déplacent également dans l’espace », explique David Martin, coauteur de l’étude et titulaire de la bourse Sagan de la NASA en astronomie à l’université de l’État de l’Ohio. « La façon dont nous pouvons détecter les exoplanètes de ces étoiles et la manière dont elles se forment sont donc très différentes.
Le système nouvellement découvert est appelé TOI-1338/BEBOP-1 pour l’étude de détection planétaire Binaries Escorted by Orbiting Planets, que l’équipe a lancée pour augmenter le nombre de planètes circumbinaires connues. À ce jour, il s’agit seulement du deuxième système stellaire binaire connu pour abriter plusieurs planètes jamais confirmé. Seuls 12 systèmes de planètes circumbinaires ont été découverts à ce jour.
L’étude a révélé la présence d’une grande géante gazeuse, dont la période orbitale autour des deux étoiles est de 215 jours.
Mais ce qui rend leur découverte si particulière, selon Martin, c’est la façon dont la planète a été localisée. Sur les plus de 5 000 mondes trouvés par les astronomes depuis la découverte de la première exoplanète en 1995, la plupart ont été repérés à l’aide d’une technique appelée « méthode des transits ». Largement considérée comme le moyen le plus efficace de prouver l’existence d’autres mondes, cette méthode permet aux astronomes de détecter indirectement une planète en mesurant la baisse de luminosité lorsqu’une planète passe entre une étoile et un observateur sur Terre.
Cependant, dans cette étude, les chercheurs détaillent la toute première détection d’une planète circumbinaire connue en utilisant uniquement des observations faites avec la méthode des vitesses radiales, une approche qui repose sur la mesure des déplacements gravitationnels que les planètes exercent sur leurs étoiles hôtes au fil du temps. C’est la même approche qui a été utilisée pour trouver l’exoplanète de 1995, connue aujourd’hui sous le nom de Dimidium.
« Alors que l’on pouvait auparavant trouver assez facilement des planètes autour d’une seule étoile en utilisant les vitesses radiales, cette technique n’était pas utilisée avec succès pour la recherche de binaires », a déclaré M. Martin.
En effet, les vitesses radiales, bien qu’elles permettent de détecter des planètes autour d’une seule étoile, ont toujours eu du mal à trouver des planètes dans les binaires où il existe plusieurs jeux de spectres stellaires. Pourtant, en ciblant les binaires où une étoile est beaucoup plus brillante que l’autre, le programme BEBOP pourrait bientôt permettre d’en trouver beaucoup d’autres, a déclaré M. Martin.
Des recherches antérieures ont montré que les vitesses radiales pouvaient être utilisées pour localiser un système planétaire dont les astronomes connaissaient déjà l’existence, appelé Kepler-16, mais cette étude fait progresser ces travaux en découvrant une toute nouvelle planète.
Cette découverte pourrait également être de bon augure pour les scientifiques qui se consacrent à la recherche de la vie sur d’autres planètes. En effet, selon l’étude, la planète intérieure déjà trouvée dans ce système binaire serait un candidat de choix pour l’étude de l’atmosphère par le télescope spatial James Webb. Les caractérisations atmosphériques recherchent des preuves d’activité biologique et évaluent la probabilité qu’une planète présente des conditions propices à la vie telle que la connaissent les humains sur Terre.
Si la NASA décide de tourner l’œil de Webb vers la planète dans le cadre de cette étude, il s’agira du premier système de ce type à se prêter à une étude atmosphérique, a déclaré M. Martin. « Si nous voulons lever le voile sur les mystères et les complexités des planètes circumbinaires, notre découverte constitue un nouvel espoir », a-t-il déclaré.
Pour en savoir plus sur cette étude, voir Astronomers Discover Tatooine-Like Exoplanet That Orbits Twin Stars in a Multiplanetary System (en anglais).
Référence : « Radial-velocity discovery of a second planet in the TOI-1338/BEBOP-1 circumbinary system » par Matthew R. Standing, Lalitha Sairam, David V. Martin, Amaury H. M. J. Triaud, Alexandre C. M. Correia, Gavin A. L. Coleman, Thomas A. Baycroft, Vedad Kunovac, Isabelle Boisse, Andrew Collier Cameron, Georgina Dransfield, João P. Faria, Michaël Gillon, Nathan C. Hara, Coel Hellier, Jonathan Howard, Ellie Lane, Rosemary Mardling, Pierre F. L. Maxted, Nicola J. Miller, Richard P. Nelson, Jerome A. Orosz, Franscesco Pepe, Alexandre Santerne, Daniel Sebastian, Stéphane Udry et William F. Welsh, 12 juin 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-01948-4
Ces travaux ont été soutenus par la NASA, le Conseil européen de la recherche et l’Observatoire européen austral (ESO).