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Détection de petites planètes autour d’étoiles naines rouges

14 février 2023

Une équipe internationale impliquant des chercheurs de l’Observatoire de Paris - PSL et du CNRS a découvert et caractérisé une nouvelle exoplanète baptisée TOI-1695b. Celle-ci ne met que trois jours à faire le tour de son étoile, une naine rouge. Cette découverte va aider à mieux comprendre comment de telles planètes, absentes de notre Système solaire, peuvent se former. Cette découverte fait l’objet d’une publication dans Astronomy & Astrophysics.

À peine deux fois plus grosse et six fois plus massive que la Terre, et un peu moins grosse que Neptune (d’où sa désignation de sous-Neptune), TOI-1695b fait le tour de son étoile naine rouge en seulement trois jours.
Son atmosphère contient très probablement de grandes quantités d’hydrogène, d’hélium et de vapeur d’eau.

Vue d’artiste d’une jeune naine rouge entourée de trois planètes
NASA/JPL-Caltech

Cette découverte va notamment aider les chercheurs à mieux comprendre comment de telles planètes, absentes de notre Système solaire, peuvent devenir, au cours de leur formation, des planètes gazeuses pour certaines, ou des planètes rocheuses pour d’autres, malgré des masses initialement similaires.

Deux instruments ont rendu possible la découverte et la caractérisation de TOI-1695b :

  • Le satellite TESS
  • et le spectropolarimètre SPIRou ;
    L’instrument SPIRou
    Sébastien Chastanet, OMP/IRAP/CNRS


    SPIRou a la particularité d’observer dans l’infrarouge, ce qui permet la recherche de planètes autour d’étoiles plus petites : les naines rouges [1], les plus nombreuses dans notre galaxie. L’extrême stabilité de SPIRou permet en particulier de détecter les minuscules mouvements de l’étoile induits par les planètes en orbite, et d’en déduire la masse de ces planètes : un tour de force pour cet instrument cryogénique refroidi à la température de l’azote liquide (-200°C).

Il y a quelques semaines, l’équipe [2] avait annoncé la découverte et la caractérisation de la sous-Neptune TOI-1759b et de la super-Terre TOI-1452b, également en orbite autour d’étoiles naines rouges.

La taille de ces nouvelles planètes est comprise entre 1,7 et 3,1 fois celle de la Terre, et leurs masses entre 5 et 7 fois celle de la Terre. Il s’agit donc de planètes intermédiaires entre la Terre et Neptune, mais beaucoup plus proches de leurs étoiles hôtes. Ces découvertes confirment que de telles planètes, bien qu’inexistantes dans le Système solaire, sont très abondantes dans notre galaxie.

Références scientifiques

La publication sur Astronomy & Astrophysics
DOI  : https://doi.org/10.1051/0004-6361/202245129

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[1Température comprise entre 2 500 et 4 000°C, alors que le Soleil est à 5 500°C.

[2Institut de Recherche en Astrophysique et planétologie (IRAP - OMP), Institut d’astrophysique de Paris (IAP), Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA, Observatoire de Paris - PSL), Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble ( IPAG - OSUG), Laboratoire d’astrophysique de Marseille (LAM - OSU Pythéas)