Certaines planètes semblent vouloir déjouer les règles établies. C'est le cas des Jupiters chauds orbitant très près de leurs étoiles... dans des systèmes binaires, où deux étoiles cohabitent. Une nouvelle étude propose une explication à cette configuration atypique.
Vue d'étoiles binaires depuis une planète de type Jupiter chaud
Crédit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle
Longtemps considérés comme des exceptions, ces systèmes exoplanétaires pourraient en réalité révéler des mécanismes cachés de migration planétaire. Les chercheurs s'appuient sur un phénomène connu: le mécanisme von Zeipel-Lidov-Kozai (ZLK), qui permettrait à une planète de se rapprocher progressivement de son étoile sous l'influence gravitationnelle d'une étoile voisine.
Ce processus, lent mais efficace, pourrait expliquer comment certaines géantes gazeuses se retrouvent en orbite rapprochée, contredisant les scénarios classiques de formation. Les simulations menées par l'équipe, à partir de données de la NASA et du satellite Gaia, ont permis de retracer l'évolution de ces configurations rares.
L'étude met aussi en évidence un facteur déterminant: la distance entre les deux étoiles du système. Trop proches, elles perturbent la formation planétaire. Trop éloignées, leur influence devient négligeable. Il faut un équilibre subtil pour que le mécanisme ZLK agisse efficacement.
Qu'est-ce que le mécanisme von Zeipel-Lidov-Kozai ?
Le mécanisme ZLK décrit comment l'orbite d'un objet céleste peut évoluer sous l'effet gravitationnel d'un troisième corps. Dans les systèmes binaires, cette interaction peut perturber l'orbite d'une planète jusqu'à la faire migrer vers son étoile.
L'effet ne se manifeste que si l'orbite de la planète est inclinée par rapport au plan orbital du système binaire. Au fil du temps, cette inclinaison génère des variations qui, combinées à d'autres effets, modifient la trajectoire de la planète et l'amènent en orbite rapprochée.
Ce mécanisme, longtemps étudié dans des contextes stellaires, s'avère désormais pertinent pour expliquer la présence de planètes massives très proches de leur étoile, un cas de figure autrefois inexpliqué.
Pourquoi ces systèmes sont-ils si rares ?
La rareté de ces systèmes tient à plusieurs facteurs. D'abord, leur formation nécessite un système binaire aux bonnes proportions. Ensuite, le disque protoplanétaire doit permettre l'apparition d'une géante gazeuse – un processus déjà peu évident en présence d'une seule étoile, et qui devient encore plus instable avec deux.
De plus, toutes les configurations ne permettent pas au mécanisme ZLK de s'exercer pleinement. Il faut que l'inclinaison initiale, la masse des corps et la distance entre les étoiles soient compatibles avec une migration lente mais efficace.
Malgré leur rareté, ces systèmes représentent une opportunité précieuse pour tester les théories. Ils rappellent que la diversité des mondes dans l'Univers dépasse souvent nos modèles, et qu'il reste encore beaucoup à découvrir sur les dynamiques cachées de la formation planétaire.