{"id":10209,"date":"2021-01-26T18:11:20","date_gmt":"2021-01-26T16:11:20","guid":{"rendered":"http:\/\/gap47.astrosurf.com\/?page_id=10209"},"modified":"2021-01-27T19:31:08","modified_gmt":"2021-01-27T17:31:08","slug":"toi-178","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/gap47.astrosurf.com\/index.php\/toi-178\/","title":{"rendered":"TOI-178"},"content":{"rendered":"

Un \u00e9tonnant syst\u00e8me compos\u00e9 de six exoplan\u00e8tes d\u00e9crivant un ballet cosmique questionne les th\u00e9ories de formation plan\u00e9taire<\/strong><\/span><\/p>\n

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PUBLICATION DE L’ESO<\/strong><\/span><\/p>\n

Gr\u00e2ce \u00e0 une combinaison de t\u00e9lescopes dont le Very Large Telescope de l\u2019Observatoire Europ\u00e9en Austral (le VLT de l\u2019ESO), des astronomes ont d\u00e9couvert un syst\u00e8me compos\u00e9 de six exoplan\u00e8tes, cinq d\u2019entre elles participant \u00e0 un v\u00e9ritable ballet cosmique autour de leur \u00e9toile centrale. Les chercheurs pensent que ce syst\u00e8me pourrait offrir de nouvelles cl\u00e9s de compr\u00e9hension de la formation et de l\u2019\u00e9volution des plan\u00e8tes, y compris celles du Syst\u00e8me Solaire.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>\u2191  <\/span>Cette vue d\u2019artiste repr\u00e9sente la vue du syst\u00e8me TOI-178 depuis la plan\u00e8te la plus \u00e9loign\u00e9e. Une nouvelle \u00e9tude men\u00e9e par Adrien Leleu et ses coll\u00e8gues au moyen de plusieurs t\u00e9lescopes, dont le Very Large Telescope de l\u2019ESO, a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que le syst\u00e8me se compose de six plan\u00e8tes dont cinq d\u2019entre elles, toutes \u00e0 l\u2019exception de celle situ\u00e9e \u00e0 tr\u00e8s grande proximit\u00e9 de l\u2019\u00e9toile, sont entrain\u00e9es dans un v\u00e9ritable ballet orbital.<\/em> Au sein de ce syst\u00e8me, les mouvements orbitaux pr\u00e9sentent une certaine harmonie, au contraire des propri\u00e9t\u00e9s physiques des plan\u00e8tes, caract\u00e9ris\u00e9es par des densit\u00e9s bien diff\u00e9rentes d\u2019une orbite \u00e0 la suivante. Un tel contraste questionne notre compr\u00e9hension de la formation et de l\u2019\u00e9volution plan\u00e9taires. <\/em>Cette vue d\u2019artiste se base sur notre connaissance des param\u00e8tres physiques des plan\u00e8tes et de l\u2019\u00e9toile observ\u00e9es, et utilise une base de donn\u00e9es \u00e9tendue des objets de l\u2019Univers.<\/em><\/span><\/p>\n

La premi\u00e8re fois que l\u2019\u00e9quipe a observ\u00e9 TOI-178, une \u00e9toile situ\u00e9e \u00e0 quelque 200 ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Terre dans la constellation du Sculpteur, il leur a sembl\u00e9 apercevoir deux plan\u00e8tes d\u00e9crivant la m\u00eame orbite autour de cette \u00e9toile. Un examen approfondi a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 l\u2019existence d\u2019un syst\u00e8me bien diff\u00e9rent en r\u00e9alit\u00e9 : \u00ab Des observations plus pouss\u00e9es nous ont permis de comprendre que le syst\u00e8me n\u2019\u00e9tait pas constitu\u00e9 de deux plan\u00e8tes orbitant \u00e0 distance semblable de leur \u00e9toile, mais de plusieurs plan\u00e8tes situ\u00e9es dans une configuration bien particuli\u00e8re \u00bb <\/em>pr\u00e9cise Adrien Leleu de l\u2019Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve et de l\u2019Universit\u00e9 de Bern en Suisse, auteur principal de la nouvelle \u00e9tude du syst\u00e8me publi\u00e9e ce jour dans la revue Astronomy & Astrophysics.<\/span><\/p>\n

La nouvelle \u00e9tude a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que le syst\u00e8me se compose en r\u00e9alit\u00e9 de six exoplan\u00e8tes et que cinq d\u2019entre elles \u2013 toutes \u00e0 l\u2019exception de celle situ\u00e9e \u00e0 tr\u00e8s grande proximit\u00e9 de l\u2019\u00e9toile centrale \u2013 d\u00e9crivent un ballet cosmique lorsqu\u2019elles se d\u00e9placent sur leurs orbites respectives. En d\u2019autres termes, elles sont en r\u00e9sonance. Cela signifie que des configurations plan\u00e9taires particuli\u00e8res se reproduisent \u00e0 intervalles de temps r\u00e9guliers, certaines plan\u00e8tes s\u2019alignant \u00e0 quelques orbites de distance. Une semblable r\u00e9sonance caract\u00e9rise les orbites de trois des lunes de Jupiter : Io, Europe et Ganym\u00e8de : pendant que Io compl\u00e8te 4 orbites, Europe en fait 2 et Ganym\u00e8de une seule.<\/strong><\/span><\/p>\n

Les cinq exoplan\u00e8tes ext\u00e9rieures du syst\u00e8me TOI-178 suivent une cha\u00eene de r\u00e9sonance bien plus complexe, l\u2019une des plus longues d\u00e9couvertes \u00e0 ce jour au sein d\u2019un syst\u00e8me plan\u00e9taire. Trois des lunes de Jupiter suivent le sch\u00e9ma 4:2:1, tandis que les cinq plan\u00e8tes ext\u00e9rieures du syst\u00e8me TOI-178 d\u00e9crivent la cha\u00eene 18-9-6-4-3,<\/span> la seconde plan\u00e8te en partant de l’\u00e9toile (ou premi\u00e8re de la cha\u00eene de r\u00e9sonance) compl\u00e8te 18 orbites pendant que la troisi\u00e8me plan\u00e8te ext\u00e9rieure (ou seconde de la cha\u00eene) en d\u00e9crit 9, et ainsi de suite. A l\u2019origine, les scientifiques ne connaissaient l\u2019existence que de cinq des six plan\u00e8tes du syst\u00e8me. Mais en suivant le rythme de cette r\u00e9sonance, ils ont d\u00e9termin\u00e9 par le calcul la position qu\u2019occuperait la sixi\u00e8me plan\u00e8te lors de leur prochaine fen\u00eatre d\u2019observation.<\/span><\/p>\n

Bien plus qu\u2019une simple curiosit\u00e9 orbitale, cette danse op\u00e9r\u00e9e par des plan\u00e8tes en r\u00e9sonance fournit de pr\u00e9cieux indices concernant l\u2019histoire du syst\u00e8me. \u00ab Les orbites de ce syst\u00e8me plan\u00e9taire sont parfaitement ordonn\u00e9es, ce qui sugg\u00e8re que ce syst\u00e8me a lentement et doucement \u00e9volu\u00e9 depuis sa naissance \u00bb, <\/em>explique Yann Alibert de l\u2019Universit\u00e9 de Bern, co-auteur de l\u2019\u00e9tude. Si ce syst\u00e8me avait subi la moindre perturbation majeure par le pass\u00e9, un impact g\u00e9ant en l\u2019occurrence, cette fragile configuration orbitale n\u2019aurait pas surv\u00e9cu.<\/span><\/p>\n

Dissonance au sein du ballet plan\u00e9taire<\/strong><\/span>
\nBien que les orbites plan\u00e9taires soient clairement distribu\u00e9es et ordonn\u00e9es, les plan\u00e8tes \u00ab pr\u00e9sentent des densit\u00e9s assez al\u00e9atoires \u00bb <\/em>pr\u00e9cise Nathan Hara de l\u2019Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve en Suisse, qui a \u00e9galement pris part \u00e0 l\u2019\u00e9tude. \u00ab Il appara\u00eet en effet qu\u2019une plan\u00e8te aussi dense que la Terre se situe non loin d\u2019une plan\u00e8te cotonneuse caract\u00e9ris\u00e9e par une densit\u00e9 inf\u00e9rieure de moiti\u00e9 \u00e0 celle de Neptune, suivie d\u2019une plan\u00e8te de m\u00eame densit\u00e9 que Neptune. Ce n\u2019est pas ce \u00e0 quoi nous sommes habitu\u00e9s \u00bb. <\/em>Dans notre Syst\u00e8me Solaire par exemple, les plan\u00e8tes sont correctement dispos\u00e9es, les rocheuses, de densit\u00e9s plus \u00e9lev\u00e9es, se trouvant \u00e0 plus grande proximit\u00e9 de l\u2019\u00e9toile centrale et les gazeuses, de moindres densit\u00e9s, \u00e0 plus grande distance. \u00ab Le contraste entre l\u2019harmonie rythmique du ballet orbital et la dissonance des densit\u00e9s plan\u00e9taires questionne notre compr\u00e9hension de la formation et de l\u2019\u00e9volution des syst\u00e8mes plan\u00e9taires \u00bb <\/em>conclut Adrien Leleu.<\/span><\/p>\n

Combinaison de techniques<\/strong><\/span>
\nPour \u00e9tudier la configuration inhabituelle de ce syst\u00e8me, l\u2019\u00e9quipe a utilis\u00e9 des donn\u00e9es du satellite CHEOPS de l\u2019Agence Spatiale Europ\u00e9enne, de l\u2019instrument sol ESPRESSO install\u00e9 sur le VLT de l\u2019ESO, du NGTS et de SPECULOOS op\u00e9rant tous deux depuis l\u2019Observatoire de Paranal de l\u2019ESO au Chili. Les exoplan\u00e8tes \u00e9tant des objets extr\u00eamement difficiles \u00e0 d\u00e9tecter directement au moyen de t\u00e9lescopes, les astronomes doivent utiliser d\u2019autres techniques. Parmi les m\u00e9thodes les plus couramment utilis\u00e9es figurent celle des transits qui consiste \u00e0 observer la lumi\u00e8re \u00e9mise par l\u2019\u00e9toile centrale \u2013 en particulier la diminution de son intensit\u00e9 lorsqu\u2019une exoplan\u00e8te traverse la ligne de vis\u00e9e, et celle des vitesses radiales qui repose sur l\u2019observation du spectre de la lumi\u00e8re \u00e9mise par l\u2019\u00e9toile \u2013 notamment les oscillations que produisent les d\u00e9placements des exoplan\u00e8tes le long de leurs orbites. L\u2019\u00e9quipe a utilis\u00e9 l\u2019une et l\u2019autre m\u00e9thodes d\u2019observation du syst\u00e8me : CHEOPS, NGTS et SPECULOOS pour les transits, ESPRESSO pour les vitesses radiales.<\/span><\/p>\n

La combinaison de ces deux techniques a permis aux astronomes de recueillir des informations essentielles concernant le syst\u00e8me et les plan\u00e8tes qui le composent. Il appara\u00eet ainsi qu\u2019elles d\u00e9crivent des orbites situ\u00e9es \u00e0 plus grande proximit\u00e9 de leur \u00e9toile centrale que l\u2019orbite terrestre \u00e0 des vitesses sup\u00e9rieures \u00e0 celle de notre Terre autour du Soleil. Ainsi, la plan\u00e8te la plus rapide (la plus proche \u00e9galement de son \u00e9toile) compl\u00e8te une orbite en quelques jours seulement, tandis que la plus lente (la plus lointaine \u00e9galement) requiert dix fois plus de temps. Les six plan\u00e8tes sont caract\u00e9ris\u00e9es par des dimensions comprises entre un et trois diam\u00e8tres terrestres, leurs masses s\u2019\u00e9chelonnent entre 1,5 et 30 masses terrestres. Certaines d\u2019entre elles sont rocheuses mais de dimensions sup\u00e9rieures \u00e0 celles de la Terre \u2013 ce sont des super-Terres. D\u2019autres sont gazeuses, \u00e0 l\u2019image des plan\u00e8tes externes de notre Syst\u00e8me Solaire, mais de dimensions nettement inf\u00e9rieures \u2013 ce sont des mini-Neptunes.<\/span><\/p>\n

Bien qu\u2019aucune des six exoplan\u00e8tes d\u00e9couvertes ne se situe dans la zone habitable de l\u2019\u00e9toile, les chercheurs imaginent qu\u2019en suivant la cha\u00eene de r\u00e9sonance, ils pourraient d\u00e9tecter d\u2019autres plan\u00e8tes potentiellement situ\u00e9es \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur ou en p\u00e9riph\u00e9rie de cette r\u00e9gion. L\u2019Extremely Large Telescope de l\u2019ESO (ELT), qui devrait \u00eatre op\u00e9rationnel avant la fin de cette d\u00e9cennie, sera en mesure d\u2019imager directement les exoplan\u00e8tes rocheuses situ\u00e9es dans la zone habitable d\u2019une \u00e9toile et de caract\u00e9riser leurs atmosph\u00e8res, ce qui permettra de mieux conna\u00eetre des syst\u00e8mes tel TOI-178.<\/span><\/p>\n

http:\/\/gap47.astrosurf.com\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/eso2102b.mp4<\/a><\/video><\/div>\n

\u2191<\/span>  Animation num\u00e9rique montrant le fonctionnement du syst\u00e8me plan\u00e9taire TOI-178 et sur la r\u00e9sonance des 5 plan\u00e8tes les plus externes.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Localisation du syst\u00e8me stellaire TOI-178 dans la constellation du Sculpteur<\/span><\/em><\/p>\n

\n

EN COMPL\u00c9MENT, PUBLICATION DE L’ESA SUR LE M\u00caME SUJET :<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>\u2191  <\/span>Ceci est un sch\u00e9ma d\u2019artiste du syst\u00e8me plan\u00e9taire TOI-178. Le syst\u00e8me comporte six exoplan\u00e8tes, dont cinq sont verrouill\u00e9es dans une rare danse rythmique en tournant autour de leur \u00e9toile. Les deux plan\u00e8tes les plus internes ont des densit\u00e9s comparables \u00e0 celle de la Terre et les quatre autres sont gazeuses (avec des densit\u00e9s se situant entre celle de Neptune et de Jupiter). Les cinq plan\u00e8tes ext\u00e9rieures suivent une danse rythmique sur leurs orbites respectives. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne s\u2019appelle une r\u00e9sonance orbitale, ce qui veut dire qu\u2019il y a des positions qui se r\u00e9p\u00e8tent tout au long des rotations autour de l\u2019\u00e9toile, avec certaines plan\u00e8tes s\u2019alignant toutes les quelques orbites. Alors que le syst\u00e8me TOI-178 tourne d\u2019une mani\u00e8re tr\u00e8s ordonn\u00e9e, leurs densit\u00e9s ne suivent aucune logique particuli\u00e8re. L\u2019une des exoplan\u00e8tes, une dense plan\u00e8te de type \u201cTerre\u201d est juste \u00e0 c\u00f4t\u00e9 d\u2019une plan\u00e8te de m\u00eame taille, mais qui est tr\u00e8s \u00ab duveteuse \u00bb, comme une mini-Jupiter, et la suivante est tr\u00e8s semblable \u00e0 Neptune. Les astronomes ne s\u2019attendaient pas \u00e0 trouver ce genre de disposition dans un syst\u00e8me plan\u00e9taire, et cette d\u00e9couverte bouscule les th\u00e9ories actuelles sur la formation des plan\u00e8tes. Dans le sch\u00e9ma ci-dessus, les tailles relatives des plan\u00e8tes sont \u00e0 l\u2019\u00e9chelle, mais pas les distances \u00e0 l\u2019\u00e9toile, ni la taille de l\u2019\u00e9toile.<\/em><\/span><\/p>\n

La d\u00e9couverte d\u2019un nombre grandissant de syst\u00e8mes plan\u00e9taires, dont aucun ne ressemble \u00e0 notre syst\u00e8me solaire, continue \u00e0 am\u00e9liorer notre compr\u00e9hension de la mani\u00e8re dont les plan\u00e8tes se forment et \u00e9voluent. Un exemple frappant est celui du syst\u00e8me plantaire appel\u00e9 TOI-178, \u00e0 quelques 200 ann\u00e9es-lumi\u00e8re dans la constellation du Sculpteur.<\/span><\/p>\n

Les astronomes s\u2019attendaient d\u00e9j\u00e0 \u00e0 ce que cette \u00e9toile h\u00e9berge deux exoplan\u00e8tes au minimum apr\u00e8s des observations r\u00e9alis\u00e9es avec le satellite de surveillance TESS de la NASA. De Nouvelles et plus pr\u00e9cises observations avec Cheops, le satellite de caract\u00e9risation des exoplan\u00e8tes de l\u2019ESA, lanc\u00e9 en 2019, montre d\u00e9sormais que TOI-178 abrite au moins six plan\u00e8tes et que ce syst\u00e8me a un agencement tr\u00e8s unique. L\u2019\u00e9quipe men\u00e9e par Adrien Leleu de l\u2019Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve et de l\u2019Universit\u00e9 de Berne en Suisse, ont publi\u00e9 leurs r\u00e9sultats aujourd\u2019hui dans Astronomy & Astrophysics.<\/em><\/span><\/p>\n

Dans le syst\u00e8me de TOI-178, les mouvements de r\u00e9sonance sont beaucoup plus complexes que l\u2019exemple de Jupiter, d\u2019abord car elle concerne cinq plan\u00e8tes suivant un rythme de 18-9-6-4-3. Pendant que la seconde plan\u00e8te (en partant de l\u2019\u00e9toile) accomplit 18 orbites, la troisi\u00e8me plan\u00e8te (seconde dans le sch\u00e9ma de r\u00e9sonance) accomplit neuf orbites, etc.<\/span><\/p>\n

Apr\u00e8s avoir d\u00e9couvert cette disposition rare, les scientifiques ont \u00e9t\u00e9 curieux de comparer leurs tailles et leurs masses respectives pour voir si ces plan\u00e8tes suivaient un ordre comparable. Pour le savoir ils ont combine les donn\u00e9es de Cheops avec des donn\u00e9es de t\u00e9lescopes terrestres, \u00e0 savoir ceux de l\u2019ESO au Chili, notamment le VLT.<\/span><\/p>\n

Mais les r\u00e9sultats n\u2019\u00e9taient pas ceux attendus. Adrien dit \u00ab Dans les quelques syst\u00e8mes que nous connaissons o\u00f9 les plan\u00e8tes sont en r\u00e9sonance, les densit\u00e9s des plan\u00e8tes d\u00e9croissent avec leur \u00e9loignement \u00e0 l\u2019\u00e9toile, et c\u2019est ce que nous nous attendions \u00e0 trouver en suivant la th\u00e9orie \u00bb. Des \u00e9v\u00e8nements catastrophiques telles que des impacts g\u00e9ants pourraient expliquer de telles variations dans les densit\u00e9s des plan\u00e8tes, mais le syst\u00e8me TOI-178 ne serait pas si nettement en harmonie si cela avait \u00e9t\u00e9 le cas.<\/span><\/p>\n

\u00ab Les orbites de ce syst\u00e8me sont si bien ordonn\u00e9es que cela signifie que ce syst\u00e8me a \u00e9volu\u00e9 paisiblement depuis sa naissance \u00bb, explique le co-auteur Yann Alibert de l\u2019Universit\u00e9 de Berne.<\/span><\/p>\n

La r\u00e9v\u00e9lation de l\u2019architecture complexe du syst\u00e8me TOI-178, qui d\u00e9fie les th\u00e9ories actuelles quant \u00e0 la formation de plan\u00e8tes, a \u00e9t\u00e9 possible gr\u00e2ce \u00e0 12 jours d\u2019observations avec Cheops (11 jours en continu plus deux observations plus courtes).<\/span><\/p>\n

\u00ab R\u00e9soudre ce puzzle excitant n\u00e9cessite de gros efforts de planification, en particulier de pr\u00e9voir les 11 jours d\u2019observations continues pour d\u00e9terminer les signatures de chacune des plan\u00e8tes \u00bb dit Kate Isaak, scientifique projet sur Cheops de l\u2019ESA. \u201cCette \u00e9tude illustre parfaitement le potentiel de suivi g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par Cheops, non seulement pour mieux caract\u00e9riser les exoplan\u00e8tes connues, mais \u00e9galement pour en trouver d\u2019autres et les confirmer \u00bb.<\/span><\/p>\n

Adrien et son \u00e9quipe veulent continuer \u00e0 utiliser Cheops pour \u00e9tudier le syst\u00e8me de TOI avec encore plus de d\u00e9tails. \u00ab Nous pourrions trouver plus de plan\u00e8tes situ\u00e9es en zone d\u2019habitabilit\u00e9, o\u00f9 l\u2019eau liquide pourrait \u00eatre pr\u00e9sente \u00e0 la surface, ce qui commence en dehors des orbites de plan\u00e8tes que nous avons d\u00e9couvertes \u00e0 ce jour \u00bb dit Adrien. \u00ab Nous voulons aussi trouver ce qui est arriv\u00e9 \u00e0 la plan\u00e8te la plus interne du syst\u00e8me TOI, celle qui n\u2019est pas en r\u00e9sonance avec les autres. Nous supposons qu\u2019elle a rompu sa capacit\u00e9 de r\u00e9sonance en raison des forces de mar\u00e9e \u00bb.<\/span><\/p>\n

Les astronomes utiliseront Cheops pour observer des centaines d\u2019exoplan\u00e8tes connues en orbite autour de leurs \u00e9toiles brillantes. \u00ab Cheops ne va pas seulement approfondir notre compr\u00e9hension de la formation des exoplan\u00e8tes, mais aussi de celle de notre propre plan\u00e8te et du syst\u00e8me solaire \u00bb, ajoute Kate.<\/span><\/p>\n

\u00a9 ESO et ESA 25 Janvier 2021<\/span><\/p>\n

Traduction de la partie publi\u00e9e par l\u2019ESA : Olivier Sabbagh<\/span><\/p>\n

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Un \u00e9tonnant syst\u00e8me compos\u00e9 de six exoplan\u00e8tes d\u00e9crivant un ballet cosmique questionne les th\u00e9ories de formation plan\u00e9taire   PUBLICATION DE L’ESO Gr\u00e2ce \u00e0 une combinaison de t\u00e9lescopes dont le Very Large Telescope de l\u2019Observatoire Europ\u00e9en Austral (le VLT de l\u2019ESO), des astronomes ont d\u00e9couvert un syst\u00e8me compos\u00e9 de six exoplan\u00e8tes, cinq d\u2019entre elles participant \u00e0 … <\/p>\n

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