mercredi 28 mars 2018

Découverte d'une planète de la taille de la Terre entièrement métallique


K2-229b est une des trois planètes qui ont été découvertes en orbite autour de l'étoile naine K2-229. Cette planète est surprenante : de la taille de la Terre, elle possède une densité bien supérieure à celle de Mercure, montrant qu'elle serait entièrement métallique. 




K2-229, aussi appelée EPIC 228801451 est une étoile banale de 0,84 masses solaires située à 339 années-lumière. K2-229b, comme son nom l'indique est la plus proche des trois planètes de l'étoile. Mais ces trois planètes sont toutes très proches de K2-229. Si elles étaient en orbite autour du Soleil, elles seraient toutes les trois à l'intérieur de l'orbite de Mercure... Alexandre Santerne (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille Université) et ses collaborateurs ont mesuré non seulement les distances des trois planètes mais aussi leur période de rotation, leur masse et leur diamètre. Ils ont pour cela mesuré les variations de vitesse radiale de l'étoile. 
K2-229b possède donc un rayon de 1,2 fois celui de la Terre, mais sa masse est évaluée par les astrophysiciens à 2,6 fois la masse de la Terre. Il suffit de calculer le volume et de diviser la masse par sa valeur pour trouver une valeur de densité impressionnante : 8,9 ± 2,1 g/cm3, bien supérieure à celle de Mercure.

Et K2-229b est bien pire que Mercure en termes de proximité de son étoile et de température. Elle est si proche de son étoile qu'elle tourne autour en seulement 14 heures ! Sa distance à son étoile n'est que de 0,012 unités astronomiques, soit à peine 1,8 millions de kilomètres. Quant à sa température, celle de son hémisphère qui doit faire continuellement face à l'étoile, elle atteint 2300 K... (alors que la température de l'étoile est de 5185 K).

Vu ces conditions très chaudes, Santerne et son équipe pensent que le manteau de l'hémisphère du côté jour doit s'être complètement volatilisé pour former une vapeur de silicates. Ils déduisent la composition de K2-229b en trouvant un ratio Fe/Si d'environ 0,8, ce qui signifierait la présence d'un cœur de fer correspondant à 68% de la masse, surmonté par une couche de silicium pour le reste de sa masse.
Une hypothèse qui est avancée par les astrophysiciens pour expliquer l'origine de cette planète métallique très dense est une érosion de son atmosphère par l'intense vent solaire et les éruptions de son étoile qu'elle subit continuellement. Une autre possibilité serait que K2-229b se soit formée après un gros impact de deux corps plus gros il y a plusieurs milliards d'années, d'après les chercheurs.

La découverte de cette planète aux caractéristiques peu communes laisse donc présager que les planètes métalliques comme Mercure ne seraient pas si rares. En découvrir d'autres spécimens semblables pourra assurément nous aider à comprendre l'origine de la diversité des planètes de notre système solaire.


Source

An Earth-sized exoplanet with a Mercury-like composition
A. Santerne et al.
Nature Astronomy (26 march 2018)



Illustration

Vue d'artiste d'une exoplanète tellurique (M. Kornmesser / ESO) 

2 commentaires :

Flavien Beaudoin a dit…

Bonjour,

Au vu de sa densité, ne s'agirait il pas d'une planète en polystyrène plutôt?

A moins que cela soit des Tonnes/m3 ?

Bien à vous

Pascal a dit…

Bonjour,

La grande proximité de k2-229b avec son étoile, et sa masse assez importante, ne rendent-ils pas improbable une formation in situ ? Et si il y a eu migration, la nature tellurique de la planète initiale n'est-elle pas incertaine ? Autrement dit, ne pourrait-il s'agir de la fraction métallique du noyau d'une planète géante, glacée ou gazeuse ? La masse résiduelle, 2.6 masses terrestre parait compatible ; cette hypothèse a-t-elle été envisagée ? A moins que la présence des 2 autres planètes l'exclue (ou peuvent-elles être de même nature ?).
Un petit point de nomenclature : b n'implique pas nécessairement que la planète est la plus proche de son étoile, mais seulement la première découverte (ou bien la plus proche en cas de découvertes conjointes). Dernière remarque, pour avoir une densité il faut avoir à la fois un transit et des vitesses radiales.