Une nouvelle planète légère a été découverte en orbite autour d'une étoile à 450 années-lumière de là dans la constellation de Lacerta. Un réseau de télescopes automatisés a détecté comment la planète obscurcit son étoile parente de 1,5% lorsqu'elle passe entre l'étoile et la Terre. Pourquoi cette planète est si enflée reste un mystère pour les astronomes.
À l'aide d'un réseau de petits télescopes automatisés appelés HAT, les astronomes du Smithsonian ont découvert une planète qui ne ressemble à aucun autre monde connu. Cette nouvelle planète, désignée HAT-P-1, orbite autour d'un membre d'une paire d'étoiles lointaines à 450 années-lumière de distance dans la constellation de Lacerta.
«Nous pourrions envisager une toute nouvelle classe de planètes», a déclaré Gaspar Bakos, un boursier Hubble au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Bakos a conçu et construit le réseau HAT et est l'auteur principal d'un article soumis à l'Astrophysical Journal décrivant la découverte. Ce document est disponible en ligne à http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609369.
Avec un rayon d'environ 1,38 fois celui de Jupiter, HAT-P-1 est la plus grande planète connue. Malgré sa taille énorme, sa masse n'est que la moitié de celle de Jupiter.
"Cette planète représente environ le quart de la densité de l'eau", a déclaré Bakos. "En d'autres termes, il est plus léger qu'une boule géante de liège! Tout comme Saturne, il flotterait dans une baignoire si vous pouviez trouver une baignoire assez grande pour la contenir, mais il flotterait presque trois fois plus haut. »
HAT-P-1 tourne autour de son étoile hôte tous les 4,5 jours sur une orbite au vingtième de la distance de la Terre au Soleil. Une fois sur chaque orbite, elle passe devant son étoile parente, ce qui fait que l'étoile paraît plus faible d'environ 1,5% pendant plus de deux heures, après quoi l'étoile retrouve sa luminosité précédente.
L'étoile parente du HAT-P-1 fait partie d'un système à deux étoiles appelé ADS 16402 et est visible dans les jumelles. Les deux étoiles sont séparées d'environ 1500 fois la distance Terre-Soleil. Les étoiles sont similaires au Soleil mais légèrement plus jeunes - environ 3,6 milliards d'années par rapport à l'âge du soleil de 4,5 milliards d'années.
Bien que plus étrange que toute autre planète extrasolaire trouvée jusqu'à présent, HAT-P-1 n'est pas seule dans son statut de faible densité. La première planète jamais trouvée à traverser son étoile, HD 209458b, est également gonflée d'environ 20% de plus que ce que la théorie prévoit. HAT-P-1 est 24% plus grand que prévu.
"Sur onze planètes en transit connues, désormais pas une mais deux sont beaucoup plus grandes et plus faibles en densité que ne le prévoit la théorie", a déclaré le co-auteur Robert Noyes (CfA). "Nous ne pouvons pas rejeter HD209458b comme un coup de chance. Cette nouvelle découverte suggère que quelque chose pourrait manquer dans nos théories sur la formation des planètes. »
Les théoriciens avaient déjà envisagé un certain nombre de possibilités pour expliquer la grande taille du HD 209458b, mais jusqu'à présent sans succès. La seule façon de gonfler ces planètes géantes au-delà de la taille calculée à partir des équations de la structure planétaire serait de fournir de la chaleur supplémentaire à leurs intérieurs. Un simple chauffage de la surface en raison de la proximité de l'étoile hôte ne fonctionnerait pas. (Si c'est le cas, toutes les planètes géantes qui transitent de près devraient être étendues, pas seulement deux.)
Une façon d'injecter de l'énergie dans le centre de la planète est de la faire basculer sur le côté, comme Uranus dans le système solaire. Une planète dans cet état en orbite près de son étoile serait soumise à un chauffage par marée de l'intérieur. Mais selon l'astronome Smithsonian Matthew Holman (qui n'était pas membre de l'équipe de découverte), "les circonstances requises pour faire basculer une planète sont si inhabituelles qu'il semble peu probable d'expliquer les deux exemples connus de mondes gonflés."
Selon le co-auteur Dimitar Sasselov (CfA), "Une autre explication de la grande taille du HD 209458b était le chauffage par marée en raison d'une orbite excentrique, mais des observations récentes l'ont à peu près exclu."
Les scientifiques continueront d'observer HAT-P-1 pour voir si une telle explication pourrait tenir dans ce cas, mais "jusqu'à ce que nous puissions trouver une explication pour ces deux planètes enflées, elles restent un grand mystère", a déclaré Sasselov.
Le réseau HAT se compose de six télescopes, quatre à l’observatoire Whipple du Smithsonian Astrophysical Observatory en Arizona et deux à son installation submillimétrique à Hawaï. Ces télescopes effectuent des observations robotiques toutes les nuits claires, chacune couvrant une zone du ciel 300 fois la taille de la pleine lune à chaque exposition.
HAT recherche des planètes en observant les étoiles qui s'assombrissent légèrement lorsqu'une planète en orbite traverse directement devant l'étoile vue depuis la Terre - une sorte de mini-éclipse. Les transits offrent aux astronomes une occasion unique de mesurer la taille physique d'une planète à partir de la quantité de gradation. Combiné avec la masse, qui est déterminée en mesurant la quantité de vacillement de l'étoile lorsque la planète tourne autour d'elle, les chercheurs ont ensuite calculé la densité d'une planète. Les mesures de l'oscillation de l'étoile mère de HAT-P-1 ont été dirigées par la co-auteure Debra Fischer de l'Université d'État de San Francisco.
Un financement important pour HATnet a été fourni par la NASA. De plus amples informations sur la THA sont disponibles en ligne à l'adresse http://www.cfa.harvard.edu/~gbakos/HAT/.
Basée à Cambridge, dans le Massachusetts, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) est une collaboration conjointe entre le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Harvard College Observatory. Les scientifiques du CfA, organisés en six divisions de recherche, étudient l'origine, l'évolution et le destin ultime de l'univers.
Source d'origine: Communiqué de presse de la CfA
