Les théories actuelles prédisent que les étoiles de faible masse devraient rarement héberger des planètes dont la masse dépasse celle de Neptune (17 masses terrestres).
“Dans la classification spectrale des étoiles, les étoiles de masse la plus faible – les naines M – sont les étoiles les plus courantes dans le voisinage solaire et dans toute la Voie lactée”, ont déclaré l’astronome de l’Université de Princeton, Guðmundur Stefánsson et ses collègues.
“Les planètes géantes gazeuses sont beaucoup plus rares autour des naines M que les naines F, G et K, plus massives, et les planètes en orbite autour des naines M ont tendance à être moins massives que Neptune.”
“Cependant, les propriétés des planètes autour des naines M les moins massives (moins de 0,25 masse solaire) et les plus froides – les naines ultra-froides – sont encore mal connues.”
“Cela est dû au fait que les naines ultra-froides sont faibles et émettent la majeure partie de leur rayonnement dans les longueurs d’onde infrarouges, où les technologies de recherche de planètes ne sont pas aussi développées qu’aux longueurs d’onde optiques.”
« Deux systèmes planétaires emblématiques autour de naines ultra-froides sont TRAPPISTE-1 et Étoile de Teegardenqui présentent tous deux des systèmes compacts de planètes petites et potentiellement rocheuses », ont-ils ajouté.
“La formation de tels systèmes est compatible avec la théorie de l’accrétion du noyau, selon laquelle le résultat de la formation des planètes dépend fortement de la masse totale supposée de petites particules solides (poussière) à l’intérieur du disque protoplanétaire.”
“Les observations des disques protoplanétaires montrent que la masse de poussière a tendance à être plus faible pour les étoiles de faible masse, ce qui permet de former des planètes de masse terrestre mais pas des planètes beaucoup plus massives.”
“Cependant, les incertitudes dans les modèles et la grande dispersion observée dans les masses de poussière soulèvent la possibilité intrigante que l’accrétion du noyau planétésimal pourrait, au moins occasionnellement, permettre à une étoile de faible masse de former des planètes en orbite proche avec des masses supérieures à 10 masses terrestres.”
“Des planètes candidates massives ont en effet été détectées autour de quelques étoiles ultra-froides, mais dans tous les cas les planètes ont des orbites très larges.”
En utilisant des observations précises de la vitesse radiale du Recherche de planètes en zone habitable (HPF), le Dr Stefánsson et ses co-auteurs ont observé LHS 3154une étoile ultra-froide 9 fois moins massive que le Soleil.
Également connue sous les noms de LP 224-38, TIC 24108819 ou NLTT 42028, l’étoile est située à 51,4 années-lumière dans la constellation d’Hercule.
Les astronomes ont détecté des décalages Doppler dans leurs données dus à une exoplanète de 13,2 masses terrestres, soit presque la masse de Neptune.
Nommé LHS 3154b, le monde extraterrestre a une période orbitale de 3,7 jours.
Les chercheurs ont également effectué des simulations de formation de planètes pour montrer que la quantité de poussière dans le disque protoplanétaire qui a formé LHS 3154b devrait être au moins 10 fois supérieure à celle généralement observée dans les disques protoplanétaires entourant les étoiles de faible masse.
“La détection de LHS 3154b confirme pour la première fois que des naines ultra-froides peuvent former des planètes massives proches”, ont-ils déclaré.
“Les théories fondamentales de l’accrétion et de l’instabilité gravitationnelle pour la formation des planètes ont du mal à expliquer ce système.”
“Dans le scénario d’accrétion de noyau, en particulier, la masse de poussière du disque protoplanétaire devrait être d’un ordre de grandeur supérieure à celle généralement observée dans les observations de disques protoplanétaires d’étoiles ultra-froides.”
Les équipes papier a été publié dans la revue Science.
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Guðmundur Stefansson et autres. 2023. Une exoplanète de masse Neptune en orbite rapprochée autour d’une étoile de très faible masse remet en question les modèles de formation. Science 382 (6674) : 1031-1035 ; est ce que je: 10.1126/science.abo0233
