Des scientifiques ont découvert une planète étonnante, qui remet en question les modèles habituels de formation des planètes. Cette planète, appelée TOI-1853 b, a la taille de Neptune mais une densité plus élevée que l’acier. Elle serait née d’un choc violent entre deux planètes primitives, qui aurait vaporisé une partie de leur atmosphère et de leur eau. Cette découverte, publiée dans la revue Nature, révèle les processus violents qui façonnent les mondes lointains.
Une planète plus dense que l’acier
Les planètes de la taille de Neptune présentent une grande variété de compositions et de densités, en fonction des éléments impliqués dans leur formation et leur évolution, tels que la distance qui les sépare de leur étoile hôte et les mécanismes d’échappement de l’atmosphère. Dotées d’une épaisse atmosphère composée d’hydrogène et d’hélium, ces planètes peuvent avoir des densités relativement faibles ou plus élevées.
Une planète de la taille de Neptune et d’une densité supérieure à celle de l’acier a été découverte, selon une étude récente dirigée par Luca Naponiello de l’université de Rome Tor Vergata. La planète, nommée TOI-1853 b, serait le résultat d’une collision géante entre deux corps célestes. L’exoplanète tourne autour de son étoile hôte, une naine orange dont la taille équivaut à environ 80 % de celle du Soleil, tous les 1,24 jour.
En effet, TOI-1853 b a une masse de 73,2 fois celle de la Terre, et un rayon de 3,46 fois celui de la Terre. Cela implique une densité moyenne de 9,7 g/cm3, ce qui est plus élevé que celle de l’acier (7,8 g/cm3). A titre de comparaison, Neptune a une masse de 17,15 fois celle de la Terre, mais un rayon de 3,88 fois celui de la Terre, ce qui donne une densité moyenne de 1,6 g/cm3.
Jingyao Dou, co-auteur de l’étude, a déclaré : « Cette planète est très surprenante ! Cette planète est incroyablement inattendue ! En règle générale, nous pensons que les planètes formées avec une telle quantité de roches deviendront des géantes gazeuses comme Jupiter, dont la densité est comparable à celle de l’eau. »
Le scénario d’une collision géante
La densité élevée de TOI-1853 b indique qu’elle est composée principalement de roches, contrairement à Neptune, qui possède une épaisse atmosphère d’hydrogène et d’hélium. Mais comment une planète aussi grande peut-elle être si rocheuse ? Afin de comprendre comment une planète de la galaxie peut se présenter ainsi, Naponiello et son groupe ont effectué des simulations. Ils ont découvert une collision à grande vitesse entre deux énormes exoplanètes encore en formation.
Selon Phil Carter, de l’école de physique de l’université de Bristol, « notre contribution à l’étude a consisté à modéliser des impacts géants extrêmes susceptibles d’éliminer l’atmosphère plus légère et l’eau/la glace de la grande planète d’origine afin de produire la densité extrême mesurée ».
Ce scénario est similaire à celui qui est invoqué pour expliquer l’origine de la Lune. Les simulations numériques réalisées par les chercheurs montrent que pour reproduire les caractéristiques observées de TOI-1853 b, il faudrait que le corps initial ait été riche en eau et qu’il ait subi un impact à une vitesse supérieure à 75 km/s. Ces conditions sont extrêmes, mais pas impossibles.
Une découverte qui enrichit la vision des systèmes planétaires
La découverte de TOI-1853 b montre que les collisions planétaires sont un phénomène courant dans la formation des systèmes planétaires, et qu’elles peuvent donner naissance à des mondes extrêmes. Cette connexion entre les théories de création planétaire, basées sur notre propre Système solaire, et la formation d’exoplanètes ouvre de nouvelles perspectives passionnantes dans le domaine de l’astrophysique.
« Nous n’avions pas encore étudié des impacts d’une telle ampleur parce que nous ne nous y attendions pas », a déclaré Zo Leinhardt, professeur agrégé et coauteur de l’étude. « Les modèles de matériaux sur lesquels reposent nos simulations doivent encore être améliorés, et les types d’impacts extrêmes qui peuvent être représentés doivent encore être élargis. »
Les scientifiques prévoient d’approfondir leurs observations de TOI-1853 b, afin de détecter d’éventuelles traces résiduelles d’atmosphère et d’analyser sa composition. Ces recherches supplémentaires permettront d’affiner les modèles et de mieux comprendre les collisions géantes d’une ampleur exceptionnelle. Les futures découvertes pourraient non seulement éclairer l’histoire de TOI-1853 b, mais aussi apporter un éclairage nouveau sur la formation et l’évolution des planètes dans notre galaxie.
