Trois télescopes dont l'observatoire Keck d'Hawaï viennent de dénicher 18 nouvelles exoplanètes confirmées par une équipe d'astronomes de l'Institut Californienne de technologie (Caltech).

"C'est la plus importante découverte unique de planètes en orbite autour d'étoiles plus massives que le soleil, mis à part les découvertes faites par la mission Kepler", déclare John Johnson, professeur adjoint d'astronomie à l'institut Caltech et l'auteur principal de l'article publié dans le numéro de décembre de "The Astrophysical Journal Supplement Series". La mission Kepler est un télescope spatial qui a jusqu'ici identifié plus de 1 200 exoplanètes, une grande majorité entre elles doivent encore être confirmée.

John Johnson, professeur à l'institut Californienne de technologie (Caltech), devant le télescope de 5 mètres de l'observatoire du mont Palomar (USA).

Crédits image : Courtesy of Bill Youngblood.

L'équipe d'astronomes a utilisé l'observatoire Keck ainsi que les télescopes McDonald au Texas et Fairborn en Arizona, pour analyser un bouquet de 300 étoiles, essentiellement des étoiles de type spectral A. Les étoiles de classe A (appelées étoiles blanches de la séquence principale) sont parmi les plus communes visibles à l'œil nu. Deneb, dans la constellation du Cygne, et Sirius, l'étoile la plus brillante du ciel dans le visible, sont deux étoiles de classe A. Les 300 étoiles sélectionnées ont une masse une fois et demie plus importante que celle du Soleil et viennent de terminer leur séquence principale de vie, en d'autres termes elle rentre dans l'âge de la retraite et deviennent moins actives, on les appelle des étoiles sous-géantes.

Vue d'artiste d'une exoplanète géante gravitant autour d'une étoile sous-géante de type spectral A.

Crédits image : NASA/ Jpl.

Pour mettre le doigt sur des exoplanètes, les astronomes ont recherché des étoiles sous-géantes de type A avec des variations spectrales, pouvant être causé par l'attraction gravitationnelle d'une planète en orbite. Les spectres de ces étoiles ont un allongement périodique des longueurs d'ondes due à leur mouvement visible depuis la Terre, on l'appelle le Doppler shift ou décalage Doppler. Avec cette technique d'analyse du spectre des étoiles, l'équipe a réussie à détecter 18 planètes de masses similaires à Jupiter.

Cette nouvelle moisson d'exoplanètes a permis d'augmenter de 50 % le nombre de planètes connues orbitant autour d'étoiles massives. D'après John Johnson : "Ce résultat fournit une valeur inestimable sur la population des systèmes planétaires et nous permettra de mieux comprendre comment se sont formées ces planètes et celles de notre système solaire". Les scientifiques estiment que ces résultats donnent un appui supplémentaire à la théorie que les planètes se développent à partir de particules de gaz et de poussière s'accumulant à l'intérieur d'un disque de matière entourant une nouvelle étoile.

 Les quatre télescopes de 75 cm installés à l'observatoire Fairborn en Arizona qui en comptent une vingtaine en service. Ils participent régulièrement à des campagnes de surveillance stellaires.

Crédit image : Fairborn Observatory.

Selon cette théorie, de minuscules particules commencent à s'agglutiner, une proto-planète se forme alors, devenant de plus en plus massive elle prend une forme sphérique et donne naissance à une planète après plusieurs milliards d'années. Si cet enchaînement des événements est vrai, les caractéristiques du système planétaire en formation comme le nombre et la taille des planètes, ou même leurs orbites respectifs dépendra essentiellement de la masse de l'étoile. Pour exemple, une étoile plus massive signifierait un plus grand disque, qui à son tour signifie plus de matière pour produire un plus grand nombre de planètes géantes.

Dans une seconde théorie, les planètes se forment lorsque de grandes quantités de gaz et de poussières s'effondrent spontanément à l'intérieur du disque de matière. Mais dans cette vision différente, la masse de l'étoile n'influencerai pas sur les caractéristiques des planètes qui sont produites.

Comme actuellement le nombre d'exoplanètes découvertes ne cesse d'augmenter, les astronomes constatent que la masse stellaire ne semble pas être importante pour déterminer la prévalence des planètes géantes. Les planètes nouvellement découvertes soutiennent cette tendance et sont donc compatibles avec la première théorie affirmant que les planètes sont nées à partir de l'agglomération de particules de matière.