Migration planétaire et disparition d’exoplanètes dans la galaxie


Un nouveau modèle développé par les astronomes pourrait enfin rendre compte d’une rareté des exoplanètes dont les masses se situent entre les super-Terres et les mini-Neptunes.

Au 7 novembre 2022, les astronomes ont confirmé l’existence de 5 197 mondes extraterrestres lointains. Les exoplanètes lointaines sont situées dans 3 888 systèmes planétaires. Mais plus important encore, il y a 8 992 planètes candidates qui attendent une confirmation. La galaxie dans laquelle nous vivons est un endroit plutôt massif.

Les astronomes prévoient qu’il y a des centaines de milliards de planètes dans la Voie lactée. Et ces chiffres augmentent à mesure que notre technologie d’exploration de l’espace s’améliore. Mais la galaxie dans laquelle nous vivons a de nombreux secrets et astuces dans ses manches. Les scientifiques travaillent dur pour comprendre et découvrir tous ses mystères. Aujourd’hui, des astronomes ont révélé que deux observations déroutantes ont été notées à plusieurs reprises dans plus de 3 800 systèmes planétaires catalogués à ce jour. Cependant, ces deux observations peuvent être expliquées par un nouveau modèle qui explique comment les planètes naissantes sont affectées par des forces.

Deux mystères

Il existe une énigme connue sous le nom de “vallée du rayon”. Elle fait référence à l’absence d’exoplanètes dont le rayon est supérieur à celui de la Terre. Les observations de Kepler concernant des planètes de cette taille sont 2 à 3 fois moins fréquentes que celles des super-Terres dont le rayon est 1,4 fois supérieur à celui de la Terre et des mini-Neptunes dont le rayon est 2,5 fois supérieur à celui de la Terre. Le deuxième mystère est l’existence de planètes voisines de taille similaire, que l’on retrouve dans des centaines de systèmes planétaires et que l’on appelle des “pois dans une gousse”. Parmi celles-ci figurent TRAPPIST-1 et Kepler-223. Leurs orbites sont également presque en phase.

Selon André Izidoro, de l’université Rice, co-auteur d’une étude publiée cette semaine dans Astrophysical Journal Letters, il y a une explication. Izidoro et son équipe sont les premiers à expliquer la vallée du rayon en utilisant un modèle d’évolution dynamique qui satisfait à de multiples contraintes observationnelles.

Des petits pois dans un pot

En outre, les scientifiques ont démontré qu’un modèle de formation des planètes intégrant des impacts géants correspond à la nature “petit pois” des exoplanètes. L’équipe CLEVER Planets de Rice, dirigée par Izidoro, a utilisé un superordinateur pour simuler le développement des systèmes planétaires pendant 50 millions d’années à l’aide d’un modèle de migration planétaire. Ce modèle décrit des disques protoplanétaires de gaz et de poussière qui participent à la formation de jeunes planètes, en les rapprochant de leurs étoiles parentes et en les verrouillant sur des orbites résonantes. Au bout de quelques millions d’années, les chaînes sont rompues lorsque le disque protoplanétaire disparaît. Cela provoque une instabilité orbitale qui conduit à des collisions entre deux ou plusieurs planètes. Les astronomes ont examiné les systèmes planétaires avec des chaînes orbitales résonnantes en utilisant des modèles de migration planétaire. En utilisant un modèle de migration en 2021, Izidoro et ses collègues ont calculé la quantité maximale de perturbations que le système de sept planètes de TRAPPIST -1 aurait pu supporter pendant le bombardement et conserver ses orbites harmonieuses.

Des caractéristiques uniques

“L’atmosphère riche en hydrogène d’une planète est dépouillée lorsqu’elle migre vers son étoile hôte en raison de la surpopulation et des cataclysmes dus aux collisions”, explique Izidoro. Par conséquent, les impacts énormes, tels que celui qui a formé notre lune, sont probablement un résultat générique de la formation des planètes. Les planètes sont classées en deux catégories. Nous avons les super-Terres et les mini-Neptunes. Chacune d’entre elles a ses propres caractéristiques. Les super-Terres sont sèches, rocheuses et 50 % plus grandes que la Terre, tandis que les mini-Neptunes sont environ 2,5 fois plus grandes que la Terre et sont riches en glace d’eau. Dans son explication, Izidoro a déclaré que les nouvelles observations contredisent la notion traditionnelle selon laquelle les mini-neptunes et les super-Terres sont exclusivement rocheuses et sèches. Les chercheurs ont fait des prédictions à partir de leurs résultats, que le télescope spatial James Webb de la NASA peut vérifier. Par exemple, ils suggèrent qu’il y aura plusieurs planètes de deux fois la taille de la Terre qui conservent leur atmosphère primordiale riche en hydrogène et contiennent beaucoup d’eau.

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Source : Curiosmos – Traduit par Anguille sous roche


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