Une 茅tonnante 别虫辞辫濒补苍猫迟别 芦 barbe 脿 papa 禄
La masse du c艙ur solide de l'别虫辞辫濒补苍猫迟别 g茅anteWASP-107b est nettement inf茅rieure 脿 ce qu'on pensait n茅cessaire pour constituer l鈥櫭﹑aisse enveloppe de gaz entourant des 辫濒补苍猫迟别s g茅antes comme Jupiter et Saturne, a constat茅 une 茅quipe d'astronomes canadiens dont la professeure Eve Lee de l'Universit茅 捆绑SM社区.
Cette d茅couverte intrigante deCaroline Piaulet, de l鈥橴niversit茅 de Montr茅al, sous la direction de du professeur Bj枚rn Benneke, porte 脿 croire que les 辫濒补苍猫迟别s g茅antes gazeuses se forment beaucoup plus facilement qu'on croyait. Publi茅e aujourd鈥檋ui dans l鈥�, la nouvelle analyse de l鈥櫭﹒uipe d鈥檃stronomes du Canada, des 脡tats-Unis, de l'Allemagne et du Japon a de grandes implications.
芦 Cette 茅tude repousse les limites de notre compr茅hension th茅orique de la formation des 辫濒补苍猫迟别s g茅antes. WASP-107b est l'une des 辫濒补苍猫迟别s les moins denses qui existent et nous avons besoin d'une solution cr茅ative pour expliquer comment ces minuscules c艙urs solides peuvent construire des enveloppes de gaz aussi massives, 禄 d茅clare la co-auteure , professeure adjointe au D茅partement de physique et 脿 l'Institut spatial de l鈥橴niversit茅 捆绑SM社区.
Grosse comme Jupiter, mais 10 fois plus l茅g猫re
L鈥櫛鸪娲潜璞舨共悦ǔ俦� WASP-107b a 茅t茅 d茅tect茅e pour la premi猫re fois en 2017 autour de WASP-107, une 茅toile situ茅e 脿 environ 212 ann茅es-lumi猫re de la Terre dans la constellation de la Vierge. La 辫濒补苍猫迟别 est tr猫s proche de son 茅toile 鈥� plus de 16 fois plus pr猫s que la Terre l'est du Soleil. Avec une taille semblable 脿 celle de Jupiter et une masse environ 10 fois plus l茅g猫re, WASP-107b est l'une des 别虫辞辫濒补苍猫迟别s les moins denses que l鈥檕n conna卯t. C鈥檈st un type de 辫濒补苍猫迟别s que les astrophysiciens ont surnomm茅es 辫濒补苍猫迟别s 芦 barbe 脿 papa 禄 ou super-puff en anglais.
Les astronomes ont d'abord utilis茅 des donn茅es sur WASP-107b obtenues 脿 l'observatoire W. M. Keck 脿 Hawaii pour 茅valuer la masse de la 辫濒补苍猫迟别 avec plus de pr茅cision. L鈥櫭﹒uipe a recouru 脿 la, qui permet aux scientifiques d鈥櫭﹖ablir la masse d'une 辫濒补苍猫迟别 en observant le mouvement d'oscillation de son 茅toile h么te d没 脿 l'attraction gravitationnelle de la 辫濒补苍猫迟别. C鈥檈st ainsi que les astronomes ont conclu que WASP-107b est environ 10 fois moins massive que Jupiter, soit 脿 peu pr猫s 30 fois plus que la Terre.
En analysant la structure interne la plus probable de la 辫濒补苍猫迟别, ils sont arriv茅s 脿 une conclusion surprenante : avec une densit茅 aussi faible, la 辫濒补苍猫迟别 doit avoir un c艙ur solide d鈥檃u plus quatre fois la masse de la Terre. Cela signifie que plus de 85 % de sa masse est incluse dans l'茅paisse couche de gaz qui entoure le c艙ur. Par comparaison, cette proportion n鈥檈st que de 5 脿 15 % pour Neptune, qui a une masse analogue 脿 celle de WASP-107b.
Une g茅ante gazeuse en formation
Les 辫濒补苍猫迟别s naissent dans le disque de poussi猫re et de gaz qui entoure une jeune 茅toile, le disque protoplan茅taire. Les mod猫les classiques de formation de 辫濒补苍猫迟别s g茅antes gazeuses sont bas茅s sur Jupiter et Saturne. D鈥檃pr猫s ces mod猫les, un noyau solide au moins 10 fois plus massif que la Terre est n茅cessaire pour accumuler une grande quantit茅 de gaz avant que le disque se dissipe.
Sans un c艙ur massif, on pensait que les 辫濒补苍猫迟别s g茅antes gazeuses ne pouvaient pas franchir le seuil critique n茅cessaire pour accumuler et conserver de grandes enveloppes de gaz.
Comment alors expliquer l'existence de WASP-107b, qui a un noyau beaucoup moins massif?La PreLee, qui est une experte de renomm茅e mondiale des 别虫辞辫濒补苍猫迟别s comme WASP-107b, a consid茅r茅 plusieurs hypoth猫ses.
芦 Pour WASP-107b, a-t-elle mentionn茅, le sc茅nario le plus plausible est que la 辫濒补苍猫迟别 s'est form茅e loin de l'茅toile, o霉 le gaz du disque est suffisamment froid pour que l鈥檃ccr茅tion se produise tr猫s rapidement. La 辫濒补苍猫迟别 a ensuite pu migrer vers sa position actuelle par des interactions soit avec le disque, soit avec d'autres 辫濒补苍猫迟别s du syst猫me, 禄 dit-elle.
D茅couverte d'une deuxi猫me 辫濒补苍猫迟别
Les observations faites 脿 Hawaii de l鈥櫭﹖oile WASP-107 couvrent une p茅riode beaucoup plus longue que les pr茅c茅dentes, ce qui a permis 脿 l'茅quipe de recherche de faire une d茅couverte suppl茅mentaire: l'existence d'une deuxi猫me 辫濒补苍猫迟别, WASP-107c. Cette derni猫re aurait une masse de plus du tiers de Jupiter, ce qui est consid茅rablement plus massif que WASP-107b.
WASP-107c est 茅galement beaucoup plus 茅loign茅e de l'茅toile centrale: il lui faut trois ans pour effectuer une orbite compl猫te, contre seulement 5,7 jours pour WASP-107b. Autre point int茅ressant: l'excentricit茅 de cette deuxi猫me 辫濒补苍猫迟别 est 茅lev茅e, ce qui signifie que sa trajectoire autour de son 茅toile est plus ovale que circulaire.
芦 脌 certains 茅gards, WASP-107c a gard茅 la m茅moire de ce qui s'est pass茅 dans son syst猫me, dit Caroline Piaulet. Sa grande excentricit茅 laisse entrevoir un pass茅 assez chaotique, avec des interactions entre les 辫濒补苍猫迟别s qui auraient pu conduire 脿 des d茅placements importants, comme celui qu'on soup莽onne pour WASP-107b. 禄
Les chercheurs pr茅voient poursuivre l'茅tude de WASP-107b avec, esp猫re-t-elle, le, dont le lancement est pr茅vu en 2021. Cela permettra d'avoir une id茅e beaucoup plus pr茅cise de la composition de l'atmosph猫re de la 辫濒补苍猫迟别.
尝鈥櫭﹖耻诲别
L鈥檃rticle 芦 WASP-107b's density is even lower: a case study for the physics of gas envelope accretion and orbital migration 禄, par Caroline Piaulet, Bj枚rn Benneke, Ryan A. Rubenzahl, Andrew W. Howard, Eve J. Lee, Daniel Thorngren, Ruth Angus, Merrin Peterson, Joshua E. Schlieder, Michael Werner, Laura Kreidberg, Tareq Jaouni, Ian J. M. Crossfield, David R. Ciardi, Erik A. Petigura, John Livingston, Courtney D. Dressing, Benjamin J. Fulton, Charles Beichman, Jessie L. Christiansen, Varoujan Gorjian, Kevin K. Hardegree-Ullman, Jessica Krick, et Evan Sinukoff a 茅t茅 publi茅 dans l鈥�Astronomical Journal.
DOI:
脌 propos de l鈥橴niversit茅 捆绑SM社区
Fond茅e 脿 Montr茅al, au Qu茅bec, en 1821, l鈥橴niversit茅 捆绑SM社区 est l鈥檜ne des principales universit茅s canadiennes. 捆绑SM社区 compte deux campus, 11 facult茅s, 13 茅coles professionnelles, 300 programmes d鈥櫭﹖udes et au-del脿 de 40 000 茅tudiants, dont plus de 10 200 aux cycles sup茅rieurs. 捆绑SM社区 accueille des 茅tudiants originaires d鈥檈nviron 150 pays, ses 12 800 茅tudiants 茅trangers repr茅sentant 31 pour cent de sa population 茅tudiante. Environ 19 pour cent des 茅tudiants de 捆绑SM社区 indiquent que leur langue maternelle est le fran莽ais.