Imaginez si le Neptune n'était qu'à un million de kilomètres de la Terre. Un duo de planètes nouvellement découvert en orbite autour d'une étoile semblable au soleil se rapproche à une très grande proximité, et étrangement, les deux planètes sont à peu près aussi opposées que possible: l'une est une planète rocheuse 1,5 fois la taille de la Terre et pèse 4,5 fois plus , et l'autre est une planète gazeuse 3,7 fois la taille de la Terre et pesant 8 fois celle de la Terre.
"Ils sont les plus proches les uns des autres de tous les systèmes planétaires que nous avons trouvés", a déclaré Eric Agol de l'Université de Washington, co-auteur d'un nouvel article décrivant la découverte de ce système d'étoiles intéressant par le vaisseau spatial Kepler. "La plus grande planète pousse la petite planète autour de plus, donc la petite planète était plus difficile à trouver."
Connue sous le nom de Kepler-36, l'étoile a plusieurs milliards d'années de plus que notre Soleil et, à l'heure actuelle, elle ne possède que deux planètes.
Le monde rocheux intérieur, Kepler-36b, orbite environ tous les 14 jours à une distance moyenne de moins de 11 millions de miles, tandis que la planète gazeuse «chaude Neptune» orbite une fois tous les 16 jours à une distance de 12 millions de miles.
Les deux planètes connaissent une conjonction tous les 97 jours en moyenne. À ce moment, ils sont séparés par moins de 5 distances Terre-Lune. Comme Kepler-36c est beaucoup plus grand que la Lune, il présente une vue spectaculaire dans le ciel de son voisin. Et l'équipe scientifique a noté que le plus petit Kepler-36b apparaîtrait de la taille de la Lune vu de Kepler-36c).
Mais le timing de leurs orbites signifie qu'ils ne se heurteront jamais, a déclaré Agol. Cependant, des rencontres rapprochées de ce type provoqueraient d'énormes marées gravitationnelles qui pressent et étirent les deux planètes.
La plus grande planète a été initialement repérée dans les données du vaisseau spatial Kepler de la NASA, qui utilise un photomètre pour mesurer la lumière des objets célestes éloignés et peut détecter une planète lorsqu'elle transite, ou passe devant, et réduit brièvement la lumière provenant de son étoile mère .
L'équipe voulait essayer de trouver une deuxième planète dans un système où l'on savait déjà qu'il y avait une seule planète. Agol a suggéré d'appliquer un algorithme appelé détection d'impulsions quasi-périodiques pour examiner les données de Kepler.
Les données ont révélé une légère atténuation de la lumière provenant du Kepler-36a tous les 16 jours, le temps qu'il faut au plus grand Kepler-36c pour faire le tour de son étoile. Kepler-36b fait le tour de l'étoile sept fois pour chacune des six orbites de 36c, mais il n'a pas été découvert initialement en raison de sa petite taille et de la bousculade gravitationnelle de son compagnon orbital. Mais lorsque l'algorithme a été appliqué aux données, le signal était indubitable.
"Si vous regardez le modèle de temps de transit pour la grande planète et le modèle de temps de transit pour la petite planète, ils sont des images miroir l'un de l'autre", a déclaré Agol.
Le fait que les deux planètes soient si proches l'une de l'autre et présentent des modèles orbitaux spécifiques a permis aux scientifiques de faire des estimations assez précises des caractéristiques de chaque planète, en fonction de leurs effets gravitationnels l'un sur l'autre et des variations résultantes des orbites. À ce jour, c'est le système le mieux caractérisé avec de petites planètes, ont déclaré les chercheurs.
D'après leurs calculs, l'équipe estime que la plus petite planète contient 30% de fer, moins de 1% d'hydrogène et d'hélium atmosphérique et probablement pas plus de 15% d'eau. La plus grande planète, d'autre part, a probablement un noyau rocheux entouré d'une quantité substantielle d'hydrogène et d'hélium atmosphérique.
Les densités des planètes diffèrent d'un facteur huit mais leurs orbites ne diffèrent que de 10%. Les grandes différences dans la composition et la proximité des deux sont assez inquiétantes, car les modèles actuels de formation des planètes ne le prédisent pas vraiment. Mais l'équipe se demande s'il existe d'autres systèmes comme celui-ci.
"Nous avons trouvé celui-ci sur un premier coup d'œil", a déclaré le co-auteur Josh Carter, un Hubble Fellow au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "Nous parcourons maintenant les données Kepler pour essayer d'en localiser davantage."
Légende de l'image principale: Cette image, adaptée par Eric Agol de l'UW, représente la vue que l'on pourrait avoir d'un Kepler-36c ascendant (représenté par une image de Neptune de la NASA) si Seattle (montré sur une photographie de Frank Melchior, frankacaba.com) était placé sur la surface de Kepler-36b.
Deuxième légende d'image: Dans la conception de cet artiste, un «Neptune chaud» connu sous le nom de Kepler-36c se profile dans le ciel de son voisin, le monde rocheux Kepler-36b. Les deux planètes ont eu des rencontres rapprochées répétées, subissant une conjonction tous les 97 jours en moyenne. Ces approches rapprochées provoquent d'énormes marées gravitationnelles qui pressent et étirent les deux planètes, ce qui peut favoriser le volcanisme actif sur Kepler-36b.
Crédit: David A. Aguilar (CfA)
Sources: CfA, Université de Washington
