Une nouvelle planète, TOI-2109b, a été découverte orbitant autour d’une étoile située à environ 855 années lumières de nous. L’orbite de cette planète est si courte qu’elle fait le tour de son étoile en seulement 16 heures. Les scientifiques s’attendent à ce qu’elle tombe dans son étoile d’ici quelques millions d’années.
Le 13 mai 2020, le télescope spatial Tess (Satellite de recensement des exoplanètes en transit) a commencé à observer en direction de TOI-2109, une étoile aussi massive qu’une fois et demie notre Soleil et située à 264 parsecs (environ 855 années lumières) de notre Système solaire. Pendant près d’un mois, le télescope spatial a recueilli des mesures de luminosité de l’étoile qui ont ensuite été analysées par les équipes scientifiques du Tess.
La méthode des transits pour détecter des exoplanètes
En utilisant la méthode des transits, il est possible de déterminer la présence d’un objet orbitant autour d’une étoile en étudiant les variations de luminosité de cette dernière : lorsqu’un objet passe entre l’observateur et l’étoile, la luminosité mesurée de l’étoile baisse légèrement. C’est ce phénomène que les scientifiques du Tess ont observé, les motivant à en informer la communauté astronomique pour permettre finalement, grâce à de plus amples observations réalisées par des télescopes au sol, de confirmer la présence d’une planète orbitant autour de TOI-2109.
En mesurant la fréquence à laquelle varie la luminosité mesurée par le télescope, les scientifiques ont pu déduire la période de révolution (durée que met un astre à réaliser un tour complet autour du centre de son orbite) de cette planète, et ont été surpris de leur découverte : en seulement 16 heures, elle accomplirait un tour complet autour de son étoile.
Un « Jupiter ultra-chaud » voué à tomber dans son étoile
En s’aidant de mesures réalisées sur diverses longueurs d’ondes optique et infrarouge, l’équipe de chercheurs a pu déduire la masse et la taille de TOI-2109b, cinq fois plus massive et 35 % plus grande que Jupiter. Elle orbiterait de plus à une distance extrêmement faible de son étoile, d’environ 2,5 millions de kilomètres (à titre de comparaison, Mercure, la planète du Système solaire la plus proche du Soleil, en est éloignée de presque 60 millions de kilomètres) : c’est l’orbite la plus courte de toutes les géantes gazeuses jamais observées à ce jour.
En raison de son orbite extrêmement serrée, et comme pour la majorité des cas de « Jupiter chauds » connus, la planète est en rotation synchrone avec son étoile : elle lui présente toujours la même face, créant ainsi un perpétuel côté jour, et un perpétuel côté nuit. D’après les scientifiques, à une distance aussi faible de son étoile, la température de surface du côté jour de cette exoplanète est estimée à 3.500 °C, soit presque aussi chaud qu’une petite étoile, faisant de cette planète la deuxième plus chaude jamais détectée. Elle est alors classifiée en tant que « Jupiter ultra-chaud », en comparaison avec les « Jupiter chauds », généralement plus éloignés de leur étoile et par conséquent plus froids.
L’orbite, extrêmement courte de TOI-2109b, amène les scientifiques à penser qu’elle serait vouée à tomber dans son étoile, d’ici quelques millions d’années. D’après Ian Wong, auteur principal de l’étude, « dans un an ou deux, si nous avons de la chance, nous serons peut-être en mesure de détecter comment la planète se rapproche de son étoile ».
Les chercheurs espèrent pouvoir observer TOI-2109b dans un avenir proche avec des outils plus performants, notamment grâce aux télescopes spatiaux Hubble et James-Webb, afin d’éclairer les conditions que subissent les « Jupiter chauds » lorsqu’ils tombent dans leur étoile. De plus amples observations pourraient, de plus, permettre de comprendre comment une planète aussi massive que TOI-2109b peut atteindre une orbite aussi courte, phénomène qui n’est pas observé dans notre Système solaire.
