La découverte d’une planète beaucoup trop significant pour son soleil remet en problem ce que l’on pensait auparavant de la development des planètes et de leur système solaire, selon des chercheurs de Penn State.
Dans un report publié en ligne aujourd’hui (30 novembre) dans la revue Science, des chercheurs rapportent la découverte d’une planète additionally de 13 fois additionally huge que la Terre, en orbite autour de l’étoile « ultra-froide » LHS 3154, elle-même neuf fois moins enormous que le soleil.. Le rapport de masse de la planète nouvellement découverte avec son étoile hôte est plus de 100 fois supérieur à celui de la Terre et du Soleil.
La découverte révèle la planète la as well as huge connue en orbite proche autour d’une étoile naine extremely-froide, les étoiles les moins massives et les additionally froides de l’univers. Cette découverte va à l’encontre de ce que les théories actuelles prédisent en matière de formation de planètes autour de petites étoiles et marque la première fois qu’une planète d’une masse aussi élevée est repérée en orbite autour d’une étoile de masse aussi faible.
« Cette découverte fait vraiment ressortir à quel stage nous savons peu de choses sur l’univers », a déclaré Suvrath Mahadevan, professeur Verne M. Willaman d’astronomie et d’astrophysique à Penn Point out et co-auteur de l’article. « Nous ne nous attendrions pas à ce qu’une planète aussi lourde existe autour d’une étoile de masse aussi faible. »
Il a expliqué que les étoiles se forment à partir de grands nuages de gaz et de poussière. Une fois l’étoile formée, le gaz et la poussière restent sous forme de disques de matière en orbite autour de l’étoile nouveau-née, qui peuvent éventuellement se transformer en planètes.
« Le disque formant planète autour de l’étoile de faible masse LHS 3154 ne devrait pas avoir suffisamment de masse solide pour previous cette planète », a déclaré Mahadevan. « Mais cela existe, nous devons donc maintenant réexaminer notre compréhension de la formation des planètes et des étoiles. »
Les chercheurs ont repéré la planète surdimensionnée, nommée LHS 3154b, à l’aide d’un spectrographe astronomique construit à Penn State par une équipe de scientifiques dirigée par Mahadevan. L’instrument, appelé Habitable Zone Earth Finder ou HPF, a été conçu pour détecter les planètes en orbite autour des étoiles les furthermore froides en dehors de notre système solaire et susceptibles d’avoir de l’eau liquide – un ingrédient clé de la vie – à leur area.
Bien que de telles planètes soient très difficiles à détecter autour d’étoiles comme notre Soleil, la basse température des étoiles extremely-froides signifie que les planètes capables d’avoir de l’eau liquide à leur surface sont beaucoup furthermore proches de leur étoile par rapport à la Terre et au soleil. Cette distance plus courte entre ces planètes et leurs étoiles, combinée à la faible masse des étoiles ultra-froides, donne lieu à un sign détectable annonçant la présence de la planète, a expliqué Mahadevan.
« Pensez-y comme si l’étoile était un feu de camp. Moreover le feu se refroidit, as well as vous devrez vous rapprocher de ce feu pour rester au chaud », a déclaré Mahadevan. « La même selected est vraie pour les planètes. Si l’étoile est as well as froide, alors une planète devra être furthermore proche de cette étoile si elle veut être suffisamment chaude pour contenir de l’eau liquide. Si une planète a une orbite suffisamment proche de son étoile extremely-froide, nous pouvons le détecter en observant un changement très subtil dans la couleur du spectre ou de la lumière de l’étoile lorsqu’elle est tirée par une planète en orbite. »
Situé au télescope Passion-Eberly de l’observatoire McDonald au Texas, le HPF fournit certaines des mesures les furthermore précises à ce jour de ces signaux infrarouges provenant d’étoiles proches.
« Faire la découverte avec HPF était très spécial, automobile il s’agit d’un nouvel instrument que nous avons conçu, développé et construit à partir de zéro dans le but d’observer la population planétaire inexplorée autour des étoiles de masse la in addition faible », a déclaré Guðmundur Stefánsson, de la NASA. Sagan Fellow en astrophysique à l’Université de Princeton et auteur principal de l’article, qui a contribué au développement de HPF et a travaillé sur l’étude en tant qu’étudiant diplômé à Penn Point out. « Maintenant, nous en récoltons les fruits, en apprenant des features nouveaux et inattendus de cette population passionnante de planètes en orbite autour de certaines des étoiles les plus proches. »
L’instrument a déjà fourni des informations cruciales pour la découverte et la affirmation de nouvelles planètes, a expliqué Stefánsson, mais la découverte de la planète LHS 3154b a dépassé toutes les attentes.
« Sur la base des travaux d’enquête en cours avec le HPF et d’autres devices, un objet comme celui que nous avons découvert est probablement extrêmement uncommon, donc sa détection a été vraiment passionnante », a déclaré Megan Delamer, étudiante diplômée en astronomie à Penn Condition et co-auteur de l’étude. papier. « Nos théories actuelles sur la formation des planètes ont du mal à rendre compte de ce que nous observons. »
Dans le cas de la planète significant découverte en orbite autour de l’étoile LHS 3154, le noyau planétaire lourd déduit des mesures de l’équipe nécessiterait une as well as grande quantité de matière solide dans le disque formant la planète que ne le prédisent les modèles actuels, a expliqué Delamer. Cette découverte soulève également des issues sur les connaissances antérieures sur la formation des étoiles, car le rapport masse-poussière et poussière-gaz du disque entourant les étoiles comme LHS 3154 – lorsqu’elles étaient jeunes et nouvellement formées – devrait être de 10. fois supérieure à celle observée afin de previous une planète aussi significant que celle découverte par l’équipe.
« Ce que nous avons découvert constitue un exam extrême pour toutes les théories existantes sur la formation des planètes », a déclaré Mahadevan. « C’est exactement ce pour quoi nous avons construit HPF, découvrir comment les étoiles les in addition courantes de notre galaxie forment des planètes – et trouver ces planètes. »
Les autres auteurs de Penn Point out sur le doc sont Eric Ford, Brianna Zawadzki, Fred Hearty, Andrea Lin, Lawrence Ramsey et Jason Wright. Les autres auteurs de l’article sont Joshua Winn de l’Université de Princeton, Yamila Miguel de l’Université de Leiden, Paul Robertson de l’Université de Californie à Irvine et Rae Holcomb de l’Université de Californie, Shubham Kanodia de la Carnegie Institution for Science, Caleb Cañas. du Goddard Place Flight Heart de la NASA, Joe Ninan du Tata Institute of Elementary Investigation de l’Inde, Ryan Terrien du Carleton University, Brendan Bowler, William Cochran, Michael Endl et Gary Hill de l’Université du Texas à Austin, Chad Bender de l’Université de l’Arizona, Scott Diddams, Connor Fredrick et Andrew Metcalf de l’Université du Colorado, Samuel Halverson du Jet Propulsion Laboratory du California Institute of Technological know-how, Andrew Monson de l’Université d’Arizona, Arpita Roy de l’Université Johns Hopkins, Christian Schwab de l’Université Macquarie d’Australie, et Gregory Zeimann du télescope Pastime-Eberly de l’UT Austin.
Les travaux ont été financés par le Middle for Exoplanets and Habitable Worlds de Penn State, le Pennsylvania Area Grant Consortium, la Countrywide Aeronautics and Room Administration, la Countrywide Science Foundation et la Heising-Simons Basis.
