Le système planétaire TOI-201, à 370 années-lumière de la Terre, présente un phénomène rare: les orbites de ses trois planètes évoluent si rapidement que les astronomes peuvent les observer en temps réel. Un comportement inédit qui bouscule les modèles actuels de formation planétaire.
L'étoile TOI-201 est 1,3 fois plus massive que le Soleil et possède un diamètre équivalent. Autour d'elle gravitent trois planètes distinctes: une super-Terre rocheuse, six fois plus massive que la Terre, avec une année de 5,8 jours ; une géante gazeuse de la moitié de la masse de Jupiter, nommée TOI-201b, qui boucle son orbite en 53 jours ; et une autre géante, seize fois plus massive que Jupiter, avec une année de près de 2 883 jours.
Ces mondes ont été repérés grâce au satellite TESS de la NASA et à l'observatoire ASTEP en Antarctique. Installé sur le plateau Antarctique, ASTEP profite des nuits polaires pour observer en continu. En combinant les données, les chercheurs ont détecté les transits planétaires. TESS a aussi repéré le transit rare de la planète externe.
Ces observations ont permis de mesurer des décalages dans les transits de la planète interne TOI-201b. Un décalage d'environ trente minutes a été constaté, signe d'interactions dynamiques intenses.
Le caractère unique de ce système réside dans l'orbite très inclinée et elliptique de la planète la plus éloignée. Sa gravité perturbe les orbites des planètes internes, modifiant l'heure prévu de leurs transits. D'ici environ 200 ans, les planètes ne s'aligneront plus devant leur étoile pour une observation depuis la Terre. Amaury Triaud remarque que la plupart des systèmes planétaires sont homogènes, alors que TOI-201 présente une grande diversité. Tristan Guillot ajoute que cela indique une réorganisation orbitale active.
Ces observations offrent une vue sur les processus dynamiques qui suivent la formation des planètes. Dans notre Système solaire, les orbites sont presque coplanaires, mais ici chaque planète est différente, ce qui indique une réorganisation en cours. Les chercheurs espèrent que l'étude de TOI-201 permettra de mieux comprendre comment les systèmes planétaires évoluent sur de longues périodes. En particulier, les interactions gravitationnelles observées pourraient expliquer la diversité des exoplanètes déjà découvertes.
L'étude du système TOI-201 ne fait que commencer. Les scientifiques prévoient d'observer les transits futurs pour mieux comprendre la dynamique en jeu. Ces travaux pourraient également aider à expliquer pourquoi certains systèmes planétaires sont si différents les uns des autres, comme le nôtre. L'équipe espère que le suivi à long terme révélera des schémas dans les changements orbitaux. Ces découvertes pourraient affiner les modèles de formation des planètes et de leurs migrations.