Le suivi des exoplanètes via la mécanique orbitale n'est pas facile. De nombreuses variables pourraient affecter la façon dont une planète se déplace autour de son étoile et déterminer celles qui affectent une exoplanet donnée nécessite beaucoup de données et beaucoup de modélisation.
Un article récent de chercheurs dirigée par Kaviya Parthasarathy de l'Université nationale de Tsing Hua à Taiwan publiée dans Nouvelle astronomie essaie de percer le bruit et de déterminer ce qui provoque les variations de synchronisation du transit (TTV) de HAT-P-12b, plus communément appelées Puli.
Puli est une exoplanet « sous-estime » qui orbite le star hat-p-12, également connu sous le nom de Komondor. L'étoile et sa planète sont nommées d'après les races de chiens alors qu'ils résident dans les cannes de constellation Venatici et mentent à environ 463 années-lumière de la Terre. Rien n'est particulièrement spécial dans la star ou la planète, sauf qu'ils ont eu beaucoup de données collectées sur eux.
Le papier a analysé 46 courbes lumineuses en regardant Puli traverser devant Komondor. Certains ont déjà été publiés, tandis que d'autres, y compris certaines observations au sol et certaines nouvelles données du satellite d'enquête Exoplanet en transit, n'ont jamais été analysées auparavant.
La caractéristique la plus notable des transits de Puli était sa variabilité. Cette caractéristique, connue dans la littérature sous le nom de variations de synchronisation de transit, était assez significative, venant à une « amplitude » de 156 secondes de variabilité, ce qui signifie que la planète passerait occasionnellement devant l'étoile soit plus de deux minutes plus tôt ou deux minutes plus tard que prévu étant donné une période orbitale « régulière ». Cela peut ne pas sembler beaucoup, mais la mécanique orbitale est très précise, donc une grande partie de la variation était définitivement un signe de quelque chose d'autre affectant l'orbite de Puli.
Pour comprendre quoi, les chercheurs ont eu recours à une analyse statistique. Ils ont essayé quatre modèles orbitaux différents pour voir lequel était le meilleur. Tout d'abord, ils ont examiné un modèle « linéaire » représentant un transit parfaitement périodique. Compte tenu de la variabilité des temps de transit, ce modèle ne correspondait pas bien aux données.
Un modèle de désintégration orbitale, qui représente si l'orbite de la planète ralentit en raison de la mise en place dans l'étoile de l'hôte, ne correspondait pas particulièrement bien non plus. Il représentait un taux de changement lent mais régulier, qui aurait vu le temps des transits changer de manière cohérente dans une direction au cours des observations.
Un autre modèle, le modèle apsidal, a essayé de comprendre ce qui se passerait avec une orbite légèrement excentrique qui pourrait se refléter dans différentes heures de début et de fin du transit de Puli. Celui-ci correspond mieux que les deux autres modèles, mais n'était pas le meilleur ajustement pour les données.
Ce titre va à un modèle sinusoïdal, représentant l'influence gravitationnelle d'une autre planète sur les transits de Puli. Ce modèle a attrapé un signal périodique dans le TTVS qui a été traduit dans une planète compagnon avec une période de 6,24 jours orbitaux et une masse d'environ 2% de la taille de Jupiter. La sortie du modèle sinusoïdal a estimé une amplitude TTV de 2,6 minutes, presque au point sur ce qu'elle était réellement.
Pour exclure d'autres facteurs, les auteurs ont examiné le mécanisme d'Applegate, par lequel les changements dans l'étoile lui-même pourraient affecter les mesures de TTV. Ce mécanisme comprend des facteurs tels que l'activité magnétique de l'étoile ou un changement dans son «oblatité», ou la quantité de renflement en son centre, ce qui pourrait avoir un impact considérable sur le moment orbital d'une exoplanet en transit. Cependant, l'amplitude prévue de cet effet n'était que d'environ 0,4 seconde, pas assez près pour expliquer l'écart de plus de deux minutes trouvé dans les données.
Heureusement, Komondor a obtenu suffisamment de données collectées pour que les auteurs puissent faire ce type de plongée profonde pour découvrir une nouvelle planète potentielle – pas chaque système exoplanétaire est si chanceux. Mais alors que nous commençons à collecter plus de données sur plus de systèmes d'exoplanet, il y aura sans aucun doute des planètes compagnons invisibles qui s'y penchent. Plus nous pouvons exécuter le type d'analyse décrit dans l'article, plus nous en trouvons probablement.
