Une étude dirigée par un physicien planétaire de l’université du Texas a dressé un catalogue exhaustif de tous les systèmes stellaires triples connus, en tenant compte des différents types d’orbites planétaires et en examinant les controverses passées. Elle suggère que les planètes des systèmes tri-stellaires, qui représentent environ 0,5 % de toutes les planètes connues, sont pour la plupart de type Jupiter et souligne que la formation et la stabilité orbitale de ces systèmes posent des défis théoriques.
Dans les systèmes stellaires triples, une paire d’étoiles est en orbite l’une autour de l’autre, tandis qu’une troisième étoile est en orbite autour de la paire.
Manfred Cuntz, physicien planétaire à l’université du Texas à Arlington, a dirigé une nouvelle étude qui répertorie tous les systèmes stellaires triples connus abritant des planètes, c’est-à-dire ceux qui ont au moins trois étoiles avec des planètes.
Le projet, intitulé « An Early Catalog of Planet-hosting Multiple-star Systems of Order Three and Higher », fournit une évaluation bibliographique approfondie des systèmes stellaires triples abritant des planètes.
Il a été récemment publié dans The Astrophysical Journal Supplements, une revue de l’American Astronomical Society qui a l’un des facteurs d’impact les plus élevés dans le domaine. Parmi les coauteurs figurent G.E. Luke, Matthew Millard et Lindsey Boyle, anciens élèves de l’UTA, ainsi que Shaan D. Patel, étudiant en doctorat.
L’article propose une classification du système qui prend en compte les différents types d’orbites planétaires, entre autres facteurs. En outre, les auteurs examinent les controverses passées et les rétractations de planètes basées sur les critères de ce qui constitue un système triple stellaire abritant des planètes.
La plupart des planètes, comme toutes celles du système solaire terrestre, sont en orbite autour d’une seule étoile. Environ 100 planètes connues sont membres de binaires stellaires, écrivent les auteurs dans leur étude.
« Le nombre de planètes hébergées par des systèmes d’ordre supérieur est relativement faible – environ 40 pour les systèmes triples et quadruples combinés, le nombre exact dépendant de l’inclusion ou non de certains cas controversés ou non confirmés », a déclaré M. Cuntz. « Le nombre de planètes confirmées dans les systèmes stellaires triples est actuellement d’environ 30, ce qui représente approximativement 0,5 % du nombre total de planètes identifiées. Cet aspect rend ces planètes très spéciales ».
Le télescope spatial Kepler de la NASA, qui a été opérationnel de 2009 à 18, a contribué à la découverte de systèmes tri-stellaires abritant des planètes, a déclaré M. Cuntz. Les scientifiques s’attendent à ce que le nombre de systèmes connus augmente, notamment grâce aux capacités du télescope spatial James Webb, qui a été lancé en 2021.
Les auteurs notent que l’écrasante majorité des planètes des systèmes tri-stellaires sont de type Jupiter, c’est-à-dire des géantes gazeuses, et que les étoiles hôtes sont relativement massives, comparées aux étoiles typiques de la séquence principale. Cependant, quelques planètes de masse terrestre ont également été découvertes.
Les systèmes tri-stellaires peuvent être divisés en deux sous-groupes, chacun d’entre eux se déplaçant sur une orbite relativement large autour du centre de masse du système. Dans un système triple, deux des étoiles forment généralement une paire binaire proche (deux étoiles gravitationnellement liées et en orbite l’une autour de l’autre), et la troisième orbite autour de cette paire à une plus grande distance. Les systèmes comportant plus de trois étoiles devraient produire des arrangements orbitaux encore plus compliqués.
« L’existence de planètes dans les systèmes à trois étoiles est extrêmement difficile sur le plan théorique, tant en ce qui concerne leur formation que leur stabilité orbitale », a déclaré M. Cuntz. « Ces sujets motivent fortement les futures recherches de l’UTA, qui impliqueront également des étudiants.
Référence : « An Early Catalog of Planet-hosting Multiple-star Systems of Order Three and Higher » par M. Cuntz, G. E. Luke, M. J. Millard, L. Boyle, et S. D. Patel, 5 décembre 2022, The Astrophysical Journal Supplement Series.
DOI : 10.3847/1538-4365/ac9302