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Première détection d’une planète ayant survécu à la phase géante rouge de son étoile hôte

Par Stephane Charpinet - 23/09/2009

 

Une planète géante gazeuse orbitant autour d’une vieille étoile proche du stade final de son évolution a été découverte par une équipe internationale à laquelle sont associés des chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Toulouse-Tarbes. Cette découverte, publiée ce 13 septembre 2007 dans la revue Nature, pourrait constituer un exemple de la destinée de notre Terre quand le Soleil aura épuisé ses réserves principales de combustible nucléaire. Agée d’environ 10 milliards d’années, V391 Pegasi b - tel est son nom - est la première planète détectée autour d’une étoile venant de traverser la phase géante rouge. C’est aussi l’une des plus vieilles planètes découvertes à ce jour.

 

 
Planète géante gazeuse proche de son étoile hôte dans la phase géante rouge (vue d’artiste © EU -FP6- HELAS Consortium).


Nous connaissons aujourd’hui plus de deux cents “exoplanètes” gravitant autour d’étoiles autres que le Soleil. Mais celle découverte par l’équipe internationale conduite par Roberto Silvotti (INAF, Observatoire de Capodimonte, Naples, Italie) et les 22 astronomes signataires du manuscrit publié ce 13 septembre 2007 dans la revue Nature est la première ayant manifestement survécu à la phase géante rouge de son étoile hôte, l’une des plus catastrophiques de l’évolution stellaire. La découverte est d’autant plus remarquable que cette exoplanète n’est située qu’à 1.7 unités astronomiques de son étoile. Or, pendant la phase géante rouge, après avoir épuisé leurs premières réserves de carburant nucléaire (l’hydrogène), les étoiles subissent une expansion importante – leur volume augmente d’un facteur de quelques millions – et peuvent facilement atteindre et engloutir leurs plus proches planètes.


Le Soleil connaitra également cette évolution. Dans 5 milliards d’années, son diamètre va rapidement croître jusqu’à absorber les plus proches planètes du système solaire : Mercure dans un premier temps, puis Venus. Mars, suffisamment éloignée du Soleil, devrait échapper à l’anéantissement. Quant à la Terre, son avenir est incertain en raison de sa position à la limite d’expansion de la phase géante rouge. V 391 Pegasi b devait elle aussi se situer approximativement à 1 unité astronomique de son étoile, soit la distance Terre – Soleil, avant que celle-ci évolue en géante rouge. Elle témoigne donc de ce qu’il pourrait advenir de la Terre dans un futur lointain. Lorsque ces évènements se produiront, la Terre aura alors à peu près le même âge que V391 Pegasi b, soit environ 10 milliards d’années.


Par son âge, V391 Pegasi b est l’une des plus vieilles planètes découvertes à ce jour. Sa masse atteint au moins trois fois celle de Jupiter. Quant à son étoile hôte, V391 Pegasi, elle est également particulière du fait de sa température de surface très élevée, environ 30 000 degrés, soit l’étoile la plus chaude parmi celles autour desquelles des planètes ont été détectées. Elle est si chaude que les chercheurs pensent que la température à la surface de cette nouvelle planète pourrait atteindre 200 °C, en dépit du relatif éloignement de son orbite qu’elle parcourt en 3 ans et 2 mois environ.


Cette découverte est un peu le fruit du hasard. V 391 Pegasi était avant tout connue pour être une étoile pulsante compacte, secouée par des ondes sonores qui se propagent dans toute sa structure générant des fluctuations de brillance avec des périodes de l’ordre de 6 minutes. En étudiant régulièrement les périodes de ces ondes à la recherche de petites variations liées à l’évolution séculaire de l’étoile, des anomalies ont conduit les chercheurs à suspecter la présence d’un corps invisible. Sept années d’observations menées sur cette étoile auront permis de mettre en évidence le fait qu’il s’agit d’une planète avec les caractéristiques de V 391 Pegasi b.


Les études sur V 391 Pegasi vont maintenant se concentrer sur les vibrations de l’étoile. Celles-ci permettront, grâce à une technique appelée “astérosismologie”, de mieux connaître les propriétés de l’étoile hôte, de préciser la nature de cette nouvelle planète et de mieux comprendre les scénarios d’évolution du couple étoile-exoplanète


Contacts chercheurs : 

Stéphane Charpinet
Laboratoire d’Astrophysique de Toulouse – Tarbes, Observatoire Midi-Pyrénées
Tél. : +33 (0)5 61 33 29 51

Gérard Vauclair
Laboratoire d’Astrophysique de Toulouse – Tarbes, Observatoire Midi-Pyrénées
Tél. : +33 (0)5 61 33 29 53

 

 

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