L'exploration des systèmes stellaires binaires révèle des surprises qui remettent en question nos conceptions de la formation planétaire. Grâce au satellite TESS de la NASA, spécialisé dans la chasse aux exoplanètes, une équipe internationale a identifié trois mondes de taille terrestre orbitant autour d'étoiles jumelles dans le système TOI-2267, situé à environ 190 années-lumière de notre planète.
La découverte de ces planètes dans un système binaire compact est particulièrement significative car les modèles théoriques prédisaient que les forces gravitationnelles intenses entre deux étoiles proches devraient empêcher la formation et la stabilité de systèmes planétaires élaborés. Pourtant, l'analyse des données de TESS combinée aux observations du réseau de télescopes SPECULOOS et TRAPPIST a confirmé la présence de trois corps célestes rocheux, dont deux transitent devant une étoile et le troisième devant son compagnon stellaire.
Illustration artistique du système TOI-2267.
Crédit: Mario Sucerquia (Université Grenoble Alpes) Les caractéristiques uniques de TOI-2267 en font un cas exceptionnel dans le catalogue des exoplanètes. Francisco J. Pozuelos, co-directeur de l'étude, souligne qu'il s'agit du système binaire le plus compact et le plus froid jamais observé abritant des planètes, établissant ainsi plusieurs records. La proximité des deux étoiles, qui orbitent l'une autour de l'autre en créant un environnement dynamique extrême, met à l'épreuve les prédictions des modèles de formation planétaire actuels.
Les méthodes de détection employées par les chercheurs ont joué un rôle déterminant dans cette avancée. Le logiciel SHERLOCK a permis d'identifier les signaux initiaux dans les données de TESS, tandis que les observatoires SPECULOOS, optimisés pour l'étude des petites exoplanètes autour d'étoiles peu lumineuses, ont fourni les observations complémentaires nécessaires à la caractérisation précise du système. Cette approche multi-instrumentale a révélé l'architecture planétaire inattendue de TOI-2267.
Les implications de cette découverte s'étendent bien au-delà du système lui-même. Sebastián Zúñiga-Fernández, membre de l'équipe de recherche, explique que TOI-2267 constitue un laboratoire naturel idéal pour étudier comment les planètes rocheuses peuvent se former et persister dans des conditions dynamiques hostiles. Le télescope spatial James Webb et les futurs observatoires terrestres pourront analyser la composition atmosphérique et les propriétés physiques de ces mondes.
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Crédit: Disney
Cette avancée ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre la diversité des architectures planétaires dans notre galaxie. La présence de planètes de taille terrestre dans un environnement aussi turbulent que celui d'un système binaire compact suggère que les processus de formation planétaire pourraient être plus résilients qu'on ne le pensait, élargissant ainsi le champ des possibles pour la recherche de mondes habitables ailleurs dans l'Univers.
Les systèmes stellaires binaires et leur influence sur la formation planétaire
Les systèmes stellaires binaires sont constitués de deux étoiles gravitant l'une autour de l'autre sous l'effet de leur attraction mutuelle. Cette configuration stellaire représente environ la moitié des systèmes stellaires de notre galaxie, ce qui en fait un environnement commun pour la formation planétaire.
L'interaction gravitationnelle entre les deux étoiles crée des forces qui peuvent perturber les disques protoplanétaires, ces anneaux de gaz et de poussière où se forment les planètes. Dans les systèmes binaires compacts où les étoiles sont particulièrement proches, ces forces peuvent empêcher l'agrégation de la matière en corps planétaires ou éjecter les planètes naissantes du système.
La découverte de TOI-2267 démontre que la formation planétaire peut malgré tout se produire dans ces environnements turbulents. Les planètes qui y parviennent à se former doivent développer des orbites stables malgré les perturbations gravitationnelles constantes, ce qui implique des mécanismes de formation potentiellement différents de ceux observés autour des étoiles simples.
L'étude de ces systèmes permet aux astronomes de tester les limites des modèles de formation planétaire et de mieux comprendre comment les planètes peuvent émerger dans diverses conditions astrophysiques, y compris les plus extrêmes.