Découverte de six planètes dansant autour d'un "soleil" en parfaite synchronisation : elles se trouvent dans la Voie lactée

Six planètes orbitent très près d'une étoile située à 100 années-lumière de notre Soleil. C'est la découverte de la mission Cheops de l'ESA dans la constellation de la Chevelure de Bérénice. Il s'agit en effet d'un système solaire unique, resté stable pendant plus d'un milliard d'années depuis sa formation grâce au rythme de rotation des planètes. Voyons comment cela est possible !

Six exoplanètes à 100 années-lumière : la découverte de Cheops

NASA/JPL-Caltech

Les télescopes sur Terre et en orbite étudient l'étoile HD 110067 depuis quelques années déjà. En 2020, le TESS de la NASA avait révélé des fluctuations de luminosité de l'étoile, un indice de la présence potentielle de planètes en orbite. Maintenant, c'est au tour de la mission Cheops de l'Agence spatiale européenne (ESA) d'apporter quelques réponses sur ce système solaire particulier. Situé à 100 années-lumière de notre Soleil, le système HD 110067 constitue en effet un mystère astronomique.

Au début, il semblait avoir deux planètes possibles, détectées par le TESS, mais Cheops en a immédiatement identifié une troisième. Et c'est précisément cette découverte qui a conduit à repérer les autres planètes manquantes. Le télescope en orbite de l'ESA, petit mais précis, a utilisé la résonance orbitale pour calculer les orbites de ces planètes avec une précision sans précédent. Le concept de résonance orbitale est à la base de la résolution de ce mystère : une harmonie cosmique résultant d'un système solaire.

Un mystère longtemps caché : la résonance orbitale du système solaire

Thibaut Roger/NCCR PlanetS - CC BY-NC-SA 4.0

La mission Cheops a révélé que les six exoplanètes autour de l'étoile HD 110067 effectuent une danse harmonique qui caractérise leurs orbites. Il s'agit d'un mouvement rythmique révélé par les variations de luminosité de leur étoile, que TESS avait déjà tenté d'interpréter mais qui étaient incompréhensibles. Les planètes sont en parfait équilibre gravitationnel et suivent des orbites interconnectées. La résonance orbitale se produit lorsque deux corps en orbite ont des périodes de révolution dont le rapport peut être exprimé comme une fraction de petits nombres entiers.

Par exemple, dans le cas de l'étoile HD 110067, les quatre planètes les plus internes sont en résonance orbitale 3:2 les unes avec les autres. En pratique, la planète la plus interne effectue trois révolutions tandis que la suivante en effectue deux, et cela vaut également entre cette dernière et la suivante. La quatrième planète est ensuite en résonance orbitale 4:3 avec la cinquième planète, qui à son tour est en résonance 4:3 avec la sixième planète. L'intuition de la mission Cheops a été d'interpréter les données partielles de TESS comme si les planètes étaient en résonance orbitale. Ainsi, elle a retrouvé les planètes manquantes, résolvant le mystère.

De nouvelles découvertes sur l'espace lointain grâce à Cheops et James Webb

La découverte de Cheops remet en question les conceptions antérieures sur la formation et l'évolution des systèmes planétaires, mais ouvre également de nouvelles questions sur leur stabilité. En théorie, tous les systèmes solaires ont des planètes en résonance orbitale, qui est ensuite perdue en raison d'impacts avec d'autres corps célestes. Dans le cas de la Terre, nous pouvons nous rappeler de l'impact avec Théia, qui est censé avoir conduit à la création de la Lune il y a 4,46 milliards d'années. Au contraire, nous pouvons retracer la résonance orbitale entre trois des lunes de Jupiter et la géante gazeuse.

Ces observations constituent un premier pas prometteur vers d'autres découvertes et mesures, peut-être avec le télescope James Webb. Cela permettra d'ouvrir progressivement de nouveaux horizons dans la compréhension de notre système solaire et des autres corps célestes. Bien sûr, les six exoplanètes dans la Chevelure de Bérénice ne sont pas habitables, avec des températures d'environ 170 °C. Malgré cela, leur danse est hypnotique et, pour ce que nous en savons, c'est la première à laquelle nous avons le privilège d'assister.