Deux planètes nouvellement découvertes sont les planètes les plus gonflées jamais vues. Les planètes ont chacune à peu près la taille de Jupiter mais ont moins de 6 pour cent de sa masse, rapportent les astronomes dans le rapport de juillet. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
« Nous comparons sa densité à quelque chose comme la barbe à papa ou la mousse à raser », explique l'astrophysicien George Dransfield de l'Université d'Oxford. « Ce sont les planètes les plus légères de la taille de Jupiter. »
Les deux planètes orbitent autour de TOI 791, une étoile semblable au Soleil située à environ 1 113 années-lumière de la Terre. Le télescope spatial TESS, chasseur de planètes, a repéré les planètes alors qu'elles passaient ou transitaient devant leur étoile hôte et bloquait une partie de sa lumière. En comparant l'étoile bloquée à l'étoile non bloquée, Dransfield et ses collègues mesurent les rayons des planètes : 0,993 et 1,155 fois celui de Jupiter.
Pour déterminer la densité des planètes, l’équipe devait connaître à la fois leur taille et leur masse. Mais les transits ne donnent que la taille. C'est là qu'interviennent les orbites des planètes. Elles sont configurées de telle manière que les planètes se croisent périodiquement, se donnant mutuellement un petit remorqueur gravitationnel.
« Ils participent à cette petite danse amusante », explique Dransfield. « Nous avons pu mesurer la masse des planètes en fonction de leur intensité sur les orbites des autres. »
Dransfield et ses collègues ont surveillé le pas de deux planétaire pendant plusieurs années à l’aide du télescope Antarctic Search for Transiting ExoPlanets, ou ASTEP. Comme l'Antarctique subit trois mois d'obscurité continue chaque année, l'ASTEP était le seul télescope sur Terre capable d'observer l'intégralité des transits des planètes, d'une durée de 12 heures, explique Dransfield.
« Sans ce télescope, cette découverte n'aurait pas eu lieu », dit-elle.
Ces mesures lui ont permis, ainsi qu'à ses collègues, de déduire la masse des planètes : 9,5 et 18,6 fois celle de la Terre. (Jupiter a 317 fois la masse de la Terre.) Cela signifie que leurs densités sont de 0,038 et 0,047 grammes par centimètre cube. À titre de comparaison, la densité de la barbe à papa est généralement d'environ 0,05 gramme par centimètre cube.
Dimensionner les super-bouffées
Les nouvelles planètes rejoignent un petit groupe de mondes vastes mais légers connus sous le nom de superbouffées. Les astronomes ne savent pas exactement comment ils se forment. Une théorie veut qu'ils naissent loin de leur étoile et migrent vers l'intérieur, leur atmosphère se réchauffant et se gonflant au fur et à mesure.
Certaines superbouffées pourraient avoir des systèmes d'anneaux géants qui les font paraître plus grandes qu'elles ne le sont réellement, ont proposé l'astrophysicien théoricien Anthony Piro et ses collègues en 2020. Ce n'est probablement pas l'explication de ces deux planètes, dit Piro, des observatoires Carnegie de Pasadena, en Californie. Avoir deux mascarades autour de la même étoile serait trop une coïncidence, dit-il.
L'étoile hôte tourne rapidement, ce qui pourrait être le signe qu'elle est relativement jeune, note Piro, bien que mesurer l'âge d'une étoile soit notoirement difficile. Si tel est le cas, ces super-bouffées pourraient encore se refroidir et se contracter en vieillissant.
« Nous pourrions attraper ces planètes à un stade intermédiaire », dit Piro.
La prochaine étape consistera à utiliser le télescope spatial James Webb pour sonder la composition des planètes, ce qui pourrait en révéler davantage sur leurs origines, explique Dransfield.
« Trouver des choses comme les superbouffées, qui sont incroyablement rares, signifie que nous pouvons en apprendre davantage sur la façon dont les planètes se forment, comment les planètes évoluent et quels résultats sont possibles », explique Dransfield. « Cela nous aide également à contextualiser la Terre dans le contexte plus large du cosmos. »
