Petit Neptune et Super-Terre : comment les planètes gonflées peuvent être le chaînon manquant

Lorsque les astronomes regardent des planètes en dehors de notre système solaire, appelées exoplanètes, ils disposent souvent d’informations minimales qu’ils peuvent utiliser pour les classer. Deux facteurs de base avec lesquels ils sont souvent familiers sont la taille et la masse des planètes, par lesquelles leur densité peut être déterminée. Cela permet de les classer en groupes similaires aux planètes que nous connaissons, comme les planètes rocheuses comme la Terre ou Mars, ou les géantes gazeuses comme Jupiter ou Saturne.

Adam Makarenko (Observatoire Keck)

Mais il existe aussi d’autres types d’exoplanètes qui sont différentes de celles de notre système solaire. Deux exemples en sont les planètes superterrestres, qui sont des planètes rocheuses mais beaucoup plus grandes que la Terre, et les petites Neptune ou naines gazeuses, qui sont plus petites que Neptune mais ont une atmosphère gazeuse au-dessus d’un noyau rocheux.

Récemment, de nouvelles recherches utilisant le télescope spatial Hubble et l’observatoire WM Keck ont ​​montré comment ces différents types de planètes pourraient évoluer. Des astronomes ont découvert deux planètes mineures de Neptune qui semblent se transformer en super-Terres en perdant leur atmosphère (publié dans Journal astronomique).

Les deux planètes sont situées dans deux systèmes différents, l’un en orbite autour de l’étoile HD 63433, située à 73 années-lumière, et l’autre en orbite autour de l’étoile TOI 560, située à 103 années-lumière. Les astronomes ont observé des fuites de gaz des deux Neptunes miniatures, ce qui, selon eux, est la preuve qu’ils perdent leur atmosphère. Cela pourrait les mettre sur la voie de devenir des super-terres.

Michael Zhang, étudiant diplômé de Caltech, auteur principal de la recherche (via Nasa). « Mais personne n’en a jamais vu un faire ça jusqu’à présent. »

Cela peut aider à expliquer une anomalie astronomique. La plupart des exoplanètes découvertes appartiennent à des catégories de tailles distinctes, avec des super-Terres généralement 1,6 fois la taille de la Terre et de petits Neptunes entre 2 et 4 fois la taille de la Terre. Mais il y a très peu de planètes découvertes entre ces deux tailles. Cela peut être dû à la transformation de Neptunes miniatures en planètes superterrestres, et les différences d’atmosphère expliquent les différences de tailles.

« Une planète dans l’écart de volume aurait suffisamment d’atmosphère pour amplifier son rayon, l’amenant à intercepter plus de rayonnement stellaire, et entraîner ainsi une perte de masse rapide », a déclaré Zhang. Mais l’atmosphère est suffisamment ténue pour qu’elle se perde rapidement. C’est pourquoi la planète ne restera pas longtemps dans l’écart.

Il y a plus d’anomalies à noter dans l’un de ces systèmes. Dans le système TOI 560, les gaz de la planète ne s’éloignaient pas de l’étoile, comme prévu, mais se dirigeaient en fait vers l’étoile, et les chercheurs ne savent pas pourquoi.

« En tant que scientifiques des exoplanètes, nous avons appris à nous attendre à l’inattendu », a déclaré Heather Knutson du California Institute of Technology. « Ces mondes extraterrestres nous surprennent constamment avec une nouvelle physique au-delà de ce que nous observons dans notre propre système solaire. »