Des planètes en orbite autour d’étoiles doubles comme « Tatooine » dans Star Wars, les astronomes en découvrent de plus en plus. La dernière en date est la plus grosse exoplanète circumbinaire connue et aussi celle qui a la plus longue période orbitale de toutes les celles qui ont été démasquées par transit en 20 ans.
Il y a 21 ans, au lendemain de la découverte de 51 Pegasi b, la première exoplanète détectée, beaucoup d’astronomes qui, déjà s’étonnaient qu’un astre 1,6 fois plus gros que Jupiter (et deux fois moins massif) puisse graviter en seulement 4 jours autour de son soleil (contre 12 ans pour notre Jupiter), avaient de la peine à imaginer que des planètes comme la fameuse « Tatooine » où Luke Skywalker de la saga Star Wars a grandi, puissent exister.
Pourtant, dix ans plus tard, la première planète en révolution autour de deux étoiles de la séquence principale était confirmée. (Il y a un précédent cependant, en 1993, avec le cas de PSR B1620-26, un pulsar et une naine blanche au sein de l’amas globulaire Messier 4, autour desquels gravite une Jupiter 2,5 fois plus massive.) Depuis, plus d’une dizaine de planètes circumbinaires ont été débusquées, la plupart grâce au satellite Kepler qui, entre 2009 et 2013, a surveillé le flux lumineux de plusieurs dizaines de milliers d’étoiles dans une seule direction du ciel, entre le Cygne et la Lyre. Parmi elles, une poignée figurent dans la zone habitable de leurs deux hôtes, c’est-à-dire, dans la région tempérée où il fait ni trop chaud ni trop froid de sorte que « de l’eau si il y a, liquide elle peut demeurer » !
La dernière en date, Kepler-1647b, vient d’être présentée par ses découvreurs à l’occasion des rencontres de la Société américaine d’astronomie (American Astronomical Society) et sera publiée dans la revue The Astrophysical Journal.
Comparaison de Kepler-1647b avec d’autres exoplanètes circumbinaires connues. Au minimum, aussi grande que notre Jupiter, la planète est à ce jour la plus grosse et massive découverte en orbite autour de deux étoiles — Crédit : Lynette Cook
La plus grosse et la plus éloignée planète circumbinaire
Située dans la constellation du Cygne, à environ 3 700 années-lumière de notre Système solaire, Kepler-1647b est une géante gazeuse vraisemblablement un peu plus grande et massive que Jupiter. C qui en fait la plus grosse exoplanète circumbinaire découverte à ce jour.
Autre record qu’elle détient aux yeux des terriens : la plus longue période orbitale connue pour une planète circumbinaire… et aussi, plus largement, pour une planète découverte par transit (il y en a tout de même 2 621 confirmées découvertes par cette méthode dans le catalogue d’Exoplanet.eu; le nombre total d’exoplanètes connues à la mi-juin 2016 est de 3 434 !). Il lui faut ainsi quelque 1 107 jours, soit un tout petit plus que trois années terrestres, pour boucler sa révolution autour de ses deux soleils (Kepler-1647 A et B).
Distante en moyenne de 2,7 unités astronomiques (soit 2,7 fois la distance entre la Terre et le Soleil), elle est aussi la plus éloignée découverte à ce jour dans ce type de système. Jusqu’ici, les autres ont toujours été surprises à des distances plus courtes. Leur passage devant leur étoile étant bien sûr plus visible (leur luminosité baisse sensiblement).
« Trouver des planètes circumbinaires est beaucoup plus difficile que de trouver des planètes autour d’étoiles seules, rappelle l’un des membres de l’équipe, William Welsh, astronome à la San Diego State University. Les transits ne sont pas régulièrement espacés dans le temps et ils peuvent varier dans leur durée et même leur profondeur. » Certes, on peut s’attendre qu’une grosse planète soit plus facile à remarquer qu’une petite, « mais, souligne son collègue du SDSU, Jérôme Orosz, c’est parce que sa période orbitale est si longue ».
Durant la mission de Kepler, entre 2009 et 2013, deux passages ont été enregistrés. Ensuite, une troisième observation, lors d’une éclipse d’une des deux étoiles, a permis d’inférer la masse de la planète (1,52 ± 0,65 fois la masse de Jupiter).
Vue d’au-dessus du système des deux étoiles Kepler-1647 A et B (comparables au Soleil). L’orbite de Kepler-1647b (en rouge) est comparée avec celui des autres planètes circumbinaires connues (en gris) et celui de la Terre (en bleu). Celle-ci est à 1 unité astronomique (1 UA ou, en anglais, 1 AU) — Crédit : B. Quarles
Plus Pandora que Tatooine
Les deux soleils de Kepler-1647b ressemblent beaucoup à notre Étoile à plusieurs égards : par leurs tailles, masses et températures et aussi par leurs âges. Estimé à 4,4 milliards d’années, le système est en effet presque un contemporain du nôtre (4,56 milliards d’années).