WASP-107b, une exoplanète «barbe à papa» qui n’en finit pas de nous dérouter

Rabéa Kabbaj
Collaboration spéciale
L’exoplanète WASP-107b fascine les experts par son incroyable proximité avec son étoile, notamment.
ESA / Hubble, NASA, M. Kornmesser L’exoplanète WASP-107b fascine les experts par son incroyable proximité avec son étoile, notamment.

Ce texte fait partie du cahier spécial Recherche

D’une masse analogue à deux fois celle de Neptune, d’une grandeur comparable à celle de Jupiter et d’une consistance évoquant… la barbe à papa, au royaume des exoplanètes, WASP-107b détonne et étonne ! Au détour d’un calcul routinier visant à évaluer sa structure en vue d’étudier son atmosphère, une équipe de recherche internationale — principalement canadienne — formée d’astronomes a jaugé la masse de son cœur solide nettement inférieure aux ordres de grandeur habituels pour une géante gazeuse de ce gabarit. Ainsi, contre toute attente, c’est son enveloppe gazeuse qui concentre l’essentiel de sa masse. Cette découverte « d’une extrême bizarrerie » vient rebattre les cartes des connaissances en matière de formation des exoplanètes. Cela dit, le lancement en décembre prochain du télescope spatial James Webb devrait permettre de continuer à percer ses mystères.

« Cette découverte défie toutes nos attentes et notre compréhension de la façon dont des planètes de la taille de Jupiter pourraient s’être formées. Jusqu’ici, nous avions tendance à croire que des planètes aussi grandes devaient se former à partir d’un cœur solide dix fois plus massif que celui de la Terre. Or, celui de WASP-107b peut être aussi petit que 4,6 fois la masse de la Terre », explique Eve J. Lee, professeure adjointe au Département de physique et à l’Institut spatial de l’Université McGill, et coautrice de l’étude parue dans l’Astronomical Journal en janvier dernier.

« On a dû repousser nos théories aux limites pour essayer d’expliquer dans quelles circonstances un cœur aussi peu massif avait réussi à accumuler du gaz aussi vite alors qu’on n’aurait pas imaginé que ce soit possible », renchérit Caroline Piaulet, étudiante au doctorat en astrophysique à l’Université de Montréal, chercheuse à l’Institut de recherche sur les exoplanètes et autrice principale de l’étude.

Pour Mme Piaulet, le cas de WASP-107b nous apprend que les modèles de compréhension des planètes basés sur notre système solaire, qui prévalaient jusqu’à ce jour, ne sont pas nécessairement généralisables. « On a proposé un nouveau mécanisme pour la formation des planètes géantes gazeuses, qui permet à une planète de seulement deux, trois ou quatre fois la masse de la Terre, pour ce qui est de son cœur solide, d’accumuler du gaz assez rapidement pour devenir une planète géante. Cela se fait plus facilement que ce que l’on pensait », explique Caroline Piaulet, qui travaille sur cette exoplanète depuis 2018.

Une exoplanète « bizarre » et passionnante

À ce jour et d’après le décompte officiel de la NASA, l’existence de plus de 4500 exoplanètes — les planètes en orbite autour d’une étoile autre que notre Soleil — a été confirmée. Détectée en 2017, WASP-107b suscite l’intérêt de ceux qui l’étudient par sa capacité à multiplier les raretés et les particularités.

Hormis son exceptionnelle faible densité — elle ne fait que le dixième du poids de Jupiter pour une taille sensiblement analogue —, cette exoplanète de type « barbe à papa » détonne également par son incroyable proximité avec son étoile. À titre comparatif, la Terre est à une unité astronomique du Soleil, tandis que la distance entre WASP-107b et son étoile représente moins de 6 % de la distance Terre-Soleil. Il faut donc moins de six jours à l’exoplanète pour faire le tour de son étoile. « C’est vraiment bizarre parce que si on regarde le système solaire, les planètes géantes gazeuses comme Jupiter, Saturne, Uranus ou Neptune sont très éloignées du Soleil », fait valoir Mme Piaulet, qui avoue volontiers trouver passionnante cette planète si « extrême ».

C’est d’ailleurs en observant le mouvement d’oscillation de son étoile que Caroline Piaulet et ses collègues ont pu calculer sa masse, grâce à des données obtenues à l’observatoire W. M. Keck d’Hawaï.

Vers une meilleure compréhension de l’évolution des planètes ?

« Certes, l’univers est bizarre, mais cette découverte est vraiment bizarre, et ce, même comparativement aux milliers et milliers d’exoplanètes que l’on a découvertes en dehors du système solaire », assure la professeure Eve J. Lee, experte de renommée mondiale en exoplanètes.

D’après elle, l’incroyable proximité de cette géante gazeuse à son étoile laisse croire que l’on pourrait en apprendre davantage, dans l’avenir, sur la naissance et l’évolution des planètes. Dans cette perspective, les données que recueillera le télescope James Webb — dont le lancement est prévu pour décembre prochain — devraient selon toute vraisemblance offrir de nouveaux indices en nous éclairant sur la composition chimique de l’atmosphère de WASP-107b. « C’est intéressant, car ultimement [une compréhension plus approfondie] pourrait nous apporter des précisions quant à savoir où exactement ces exoplanètes seraient nées. Sont-elles nées là où on les voit présentement ? Ou sont-elles nées quelque part beaucoup plus loin — disons aussi loin que notre Jupiter — avant de réussir par la suite à se transporter jusqu’à leur emplacement actuel ? » questionne la Pre Lee.

Affaire à suivre donc pour cette mystérieuse « barbe à papa », qui semble loin d’avoir dévoilé tous ses secrets !

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