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Une géante gazeuse orbitant autour de deux astres présentant une masse combinée au moins six fois supérieure à celle du Soleil a récemment été détectée. Il s’agit du plus grand système stellaire de ce type jamais détecté, remettant en question notre conception de la formation des planètes.

Une première

Des études antérieures avaient suggéré que les planètes en orbite proche autour d’étoiles de plus de trois masses solaires pourraient être rares, voire inexistantes. En cause : les quantités plus importantes de rayonnement émises par ces astres massifs, censés provoquer l’évaporation des disques denses de gaz et de poussière autour d’eux avant qu’ils ne puissent s’unir pour former des planètes. Cependant, plusieurs astronomes estimaient que des mondes géants pourraient se former autour de telles étoiles s’ils gravitaient à une distance suffisante.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, Markus Janson et ses collègues de l’université de Stockholm ont identifié une telle planète : une géante gazeuse orbitant autour d’un jeune système d’étoiles binaires appelé b Centauri (b Cen), dont la masse se révèle entre six et dix fois supérieure à celle du Soleil.

« Il s’agit de la première preuve confirmant que des planètes peuvent réellement se former autour d’étoiles très massives », souligne Janson.

Les étoiles du système stellaire le plus massif abritant une planète à ce jour, b Centauri, et sa géante gazeuse b Cen (AB)b — © ESO / Janson et al.

Les chercheurs ont d’abord imagé directement le système en mars 2019 à l’aide du Very Large Telescope, puis ont effectué des observations de suivi en avril 2021. Il s’est avéré que la planète, connue sous le nom de b Cen (AB)b, possédait une masse 10,9 fois supérieure à celle de Jupiter et tournait autour des deux étoiles à une distance 560 fois supérieure à celle séparant la Terre du Soleil.

Un meilleur aperçu de la formation des planètes autour des astres de masse élevée

La planète s’est vraisemblablement formée par instabilité gravitationnelle, lorsque des amas massifs de gaz et de poussière se refroidissent et se contractent pour former une planète. Cette méthode est beaucoup plus rapide que le modèle traditionnel d’accrétion du noyau, où des particules solides entrent en collision et s’agglomèrent. Selon l’équipe, même à la distance qui la sépare des étoiles, le disque de matière à partir duquel cette planète s’est formée aurait été susceptible de s’évaporer rapidement.

La trajectoire de b Cen (AB)b s’est également révélée raisonnablement circulaire, ce qui suggère que cette dernière s’est formée à proximité de son orbite actuelle, étant donné que les mondes arrachés à leur orbite originelle décrivent généralement une trajectoire elliptique autour de leur astre.

De telles informations améliorent notre compréhension actuellement limitée de la formation des planètes autour des étoiles de masse élevée. « Il s’agit d’une percée majeure, confirmant qu’il est possible de trouver des exoplanètes à grande distance d’une étoile hôte massive », commente Meiji Nguyen de l’université de Californie.

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