UNE EXOPLANÈTE NÉE HORS DE LA GALAXIE

UNE EXOPLANÈTE NÉE HORS DE LA GALAXIE (ESO)
19 nov
2010
Elle se situe aujourd'hui dans notre Galaxie, la Voie Lactée... mais est née dans une autre. C'est le destin étrange d'une exoplanète dénichée par une équipe d'astrophysiciens à l'aide du télescope de 2,2 mètres à l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili.

Cette exoplanète, similaire à Jupiter, s'en distingue toutefois par deux caractéristiques qui font de cette observation une première étonnante. Elle orbite autour d'une étoile en fin de vie qui pourrait être sur le point de l’engloutir. Elle fournit ainsi des indices fascinants sur le sort de notre propre système planétaire dans un avenir lointain. Et cette étoile faisait partie, il y a plusieurs milliards d'années, d'une petite galaxie que la nôtre, par le phénomène de cannibalisme galactique, a absorbée. (Image, vue d'artiste de l'exoplanète et de son étoile, ESO). Depuis 1995, les astrophysiciens ont détecté près de 500 exo-planètes en orbite autour d'étoiles de notre voisinage cosmique.

L'étoile fait partie du "courant d’Helmi", un groupe d'étoiles qui appartenait initialement à une galaxie naine dévorée par notre galaxie il y a six à neuf milliards d'années. L' article annonçant la découverte a été publié aujourd'hui dans Science Express.
S'il n'y a aucune raison que les autres galaxies hébergent moins de planètes que la Voie Lactée, leur éloignement rend pratiquement impossible leur détection. Il est donc assez intéressant pour les astrophysiciens d'avoir sous la main une exo-planète certes actuellement dans notre galaxie, mais formée dans une autre. Le caractère universel, à l'échelle du cosmos, de la formation des planètes et de la physique qui l'explique fait partie des hypothèses de base de l'astrophysique, mais c'est mieux de le vérifier.

L'étoile est connue sous le nom HIP 13044 et se trouve à environ 2000 années-lumière de la Terre dans la constellation australe du Fourneau. Les astronomes ont détecté la planète, appelée HIP 13044 b, en recherchant les faibles oscillations de l'étoile, révélatrices de l'attraction gravitationnelle d'un compagnon en orbite, explique le communiqué de l'Observatoire européen austral.

En plus de sa prétention à la célébrité, HIP 13044 b est également l'une des rares exoplanètes connues à avoir survécu à la période au cours de laquelle son étoile hôte s’est énormément dilatée après avoir épuisé la réserve de combustible que constitue l'hydrogène contenu dans son cœur – ce qui correspond à la phase de géante rouge de l’évolution stellaire. L’étoile s’est maintenant contractée à nouveau et brûle de l'hélium dans son cœur. Jusqu'à présent, ces étoiles appelées étoiles de la branche horizontale sont restées des territoires inexplorés pour les chasseurs de planètes.

«Cette découverte s'inscrit dans le cadre d'une étude dans laquelle nous recherchons systématiquement des exoplanètes en orbite autour d’étoiles proches de leur fin de vie », explique Johny Setiawan du Max Planck Institut. « Cette découverte est particulièrement fascinante si l’on considère l'avenir lointain de notre propre système planétaire, car le Soleil est également appelé à devenir une géante rouge dans environ cinq milliards d'années. »

HIP 13044 b est proche de son étoile hôte. Au point le plus proche de son orbite elliptique, elle se trouve à une distance inférieure à un diamètre stellaire de la surface de l'étoile (ou 0,055 fois la distance Terre-Soleil). Elle parcourt son orbite en seulement 16,2 jours (terrestres). Selon les astrophysiciens, l'orbite de la planète pourrait avoir été beaucoup plus importante auparavant, mais se serait déplacée vers l'intérieur pendant la phase de géante rouge.

Toute planète en orbite plus proche de l’étoile n’aurait sans doute pas été aussi chanceuse. « La rotation de l'étoile est relativement rapide pour une étoile de la branche horizontale », précise Setiawan. « Une explication est que HIP 13044 ait avalé ses planètes en orbite intérieure au cours de la phase de géante rouge, ce qui la ferait tourner plus rapidement. »

L'étoile va se dilater à nouveau et HIP 13044 pourrait être sur le point d’être engloutie, comme Jupiter lorsque le Soleil se rapprochera de la fin de sa vie.

HIP 13044 b : la première exoplanète extragalactique

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Par Laurent Sacco, Futura-Sciences
Les astronomes de l’ESO viennent d’apporter la preuve que le processus de formation d’exoplanètes n’est pas limité à notre galaxie. HIP 13044 b tourne en effet autour d’une étoile faisant partie du courant stellaire arrachée à une galaxie naine par la Voie lactée.

L’univers regorge certainement de planètes et la vie doit probablement aussi être un phénomène largement répandu. Si cette dernière affirmation n'est encore qu'une hypothèse, la première semble maintenant une évidence après les plus de 500 exoplanètes découvertes dans notre galaxie en seulement 15 années d’observations. Que la formation de planètes soit un processus universel, c'est d'ailleurs bien ce qu'illustre une découverte des astronomes de l'observatoire de La Silla de l'ESO, au Chili.

En utilisant le télescope MPG/ESO de 2,2 mètres couplé au spectrographe haute résolution FEROS, les chercheurs ont en effet décelé la présence d’une planète, au moins 1,25 fois plus massive que Jupiter, en orbite autour de l’étoile HIP 13044. Or, bien que située à seulement 2.000 années-lumière de la Terre, la trajectoire de cette étoile prouve qu’elle fait partie du courant de marée d’Helmi : un courant d’étoiles arrachées par les forces de marée de notre Voie lactée à une galaxie naine qu’elle a dévorée il y a environ 6 milliards d’années.


Quelque part au centre de cette image se trouve l'étoile HIP 13044. © ESO-Digitized Sky Survey 2/Davide De Martin
Encore une découverte par la méthode des vitesses radiales

Située dans la constellation australe du Fourneau, HIP 13044 b est donc bel et bien une exoplanète extragalactique, la première dont l’existence semble attestée. D’autres candidates avaient déjà été proposées suite à des observations d’effets de microlentille gravitationnelle, mais la méthode elle-même ne permettait pas d’apporter une preuve solide. Un seul passage d’un corps céleste devant une étoile, entraînant une brusque mais courte augmentation de sa luminosité, est insuffisant pour conclure de façon certaine à l’existence de ce corps.

Dans le cas de HIP 13044 b, c’est la méthode des vitesses radiales qui a de nouveau été employée. Celle-ci permet de détecter une exoplanète par les mouvements d’oscillations que son attraction gravitationnelle provoque sur son étoile hôte. Ces mouvements eux-mêmes causent un décalage spectral par effet Doppler, mesurable avec un spectrographe à haute résolution.

On sait donc maintenant qu’il existe une exoplanète orbitant en seulement 16,2 jours, à une distance inférieure à un diamètre stellaire de la surface de l'étoile HIP 13044 (ou 0,055 fois la distance Terre-Soleil) au point le plus proche durant son orbite elliptique, autour de son étoile hôte.


Une vue d'artiste de HIP 13044 b autour de son soleil. © ESO/L. Calçada
Une exoplanète rescapée de l'enfer ?

Des indices font penser que HIP 13044 b a survécu à l’enfer, tout comme l’exoplanète V391 Pegasi b. L’étoile HIP 13044 est en effet une étoile en fin de vie qui est passée par le stade de géante rouge : elle se trouve maintenant sur la branche horizontale du diagramme HR. Cette branche est peuplée d'étoiles de faibles masses, pauvres en « métaux » (c'est-à-dire, pour un astrophysicien, les noyaux autres que l’hydrogène et l’hélium), où se produisent, au sein du noyau, des réactions de fusion de l'hélium en carbone.

HIP 13044 tourne trop vite sur elle-même pour ce genre d’étoile, ce qui suggère un transfert de moment cinétique causé par l’absorption d’une partie de son cortège planétaire. À son stade de géante rouge, quand elle était fortement dilatée, HIP 13044 b aurait donc aussi migré du fait des forces de frottement du gaz des couches supérieures de l’étoile dans lesquelles elle était plongée.

En plus de nous fournir des renseignements sur le destin futur de notre Système solaire, cette découverte (qui aurait fait plaisir à Carl Sagan) est intrigante car la pauvreté en métaux de l’étoile cadre mal avec les modèles communément admis pour la formation des planètes.

Retrouvez plus de détails sur cette découverte dans un article de Science et dans la vidéo de l’ESOCast 24 sur ce sujet.