samedi 27 février 2021
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Découverte d'un système solaire semblable au nôtre

 

Des astronomes, en utilisant l'instrument leader mondial HARPS de l'ESO, ont découvert un système planétaire contenant au moins cinq planètes en orbite autour de l'étoile HD 10180, une étoile semblable au Soleil.

Les chercheurs ont également des indices très prometteurs indiquant que deux autres planètes doivent être présentes, dont l'une serait la planète la moins massive découverte jusqu'à présent. Si tel est le cas, ce système serait semblable à notre Système Solaire en termes de nombre de planètes (sept planètes comparées aux huit planètes du Système Solaire). De plus, l'équipe a également trouvé des preuves que les distances séparant les planètes de leur étoile suivent un schéma régulier, comme on peut également le voir dans notre Système Solaire.

"Nous avons trouvé ce qui est très probablement le système avec le plus de planètes découvert jusqu'à présent" déclare Christophe Lovis, le premier auteur de l'article présentant ce résultat. "Cette remarquable découverte met également en évidence le fait que nous entrons maintenant dans une nouvelle ère de la recherche des exoplanètes : l'étude de systèmes planétaires complexes et plus seulement celle de planètes individuelles. L'étude des mouvements planétaires de ce nouveau système révèle des interactions gravitationnelles complexes entre les planètes et nous donne des indications sur l'évolution de ce système sur le long terme. "

Cette équipe d'astronomes a utilisé le spectrographe HARPS installé sur le télescope de 3,6 mètres de l'ESO à La Silla au Chili pour étudier pendant six ans l'étoile semblable au Soleil, HD 10180, située à 127 années-lumière de la Terre dans la constellation australe de l'Hydre mâle (le Serpent de Mer). L'instrument HARPS, dont la stabilité des mesures et la grande précision sont inégalées, est le meilleur chasseur de planètes au monde.

Grâce aux 190 mesures individuelles d'HARPS, ces astronomes ont détecté un infime mouvement d'avant en arrière de l'étoile dû à l'attraction gravitationnelle complexe de cinq planètes ou plus. Les cinq signaux les plus forts correspondent à des planètes de masse semblable à Neptune – entre 13 et 25 masses terrestres(1) – en orbite autour de l'étoile avec des périodes allant de 6 à 600 jours. Les distances qui séparent ces planètes de leur étoile vont de 0,06 à 1,4 fois la distance Terre-Soleil.

"Nous avons également de bonnes raisons de penser que deux autres planètes sont présentes", précise Christophe Lovis. L'une des deux devrait être une planète de type Saturne (avec une masse minimum de 65 masses terrestres) tournant autour de l'étoile en 2200 jours. L'autre devrait être la planète la moins massive jamais découverte avec une masse d'environ 1,4 fois celle de la Terre. Elle est très proche de son étoile, à seulement 2 % de la distance Terre-Soleil. Une année sur cette planète durerait seulement 1,8 jour terrestre.

"Cet objet provoque un vacillement de son étoile de seulement 3 km / heure – plus lent que la vitesse d'une personne qui marche – et ce mouvement est très difficile à mesurer", précise Damien Ségransan, un membre de l'équipe. S'il était confirmé, cet objet serait un autre exemple de planète rocheuse chaude, similaire à Corot-7b (eso0933).

Ce tout nouveau système planétaire découvert autour de HD 10180 est unique pour plusieurs raisons. Premièrement, avec au moins cinq planètes de type Neptune réparties sur une distance correspondant à l'orbite de mars, La région interne de ce système est plus peuplée que celle de notre Système Solaire et on y trouve beaucoup plus de planètes massives(2). De plus, ce système n'a probablement pas de planète géante gazeuse de type Jupiter. Et de plus, toutes les planètes semblent avoir une orbite pratiquement circulaire.

Jusqu'à présent, les astronomes connaissaient quinze systèmes avec au moins trois planètes. Le dernier détenteur du record était 55 Cancri qui contenait cinq planètes dont deux étaient des planètes géantes. "Les systèmes de planètes de faible masse comme celles autour de HD 10180 se révèlent être assez courants, mais l'histoire de leur formation reste un puzzle", dit Christophe Lovis.

En utilisant cette nouvelle découverte ainsi que des données d'autres systèmes planétaires, les astronomes ont trouvé un équivalent à la loi de Titius-Bode qui existe dans notre Système Solaire : la distance qui sépare les planètes de leur étoile semble suivre un schéma régulier(3). "Ceci pourrait être une signature du processus de formation de ces systèmes planétaires", précise Michel Mayor, qui fait également partie de cette équipe.

En étudiant ces systèmes, ces astronomes ont découvert un autre résultat important : il y a une relation entre la masse d'un système planétaire et la masse et le contenu chimique de son étoile. Tous les systèmes planétaires très massifs ont été trouvés autour d'étoiles massives et riches en métaux alors que les quatre systèmes ayant les masses les plus petites ont été trouvés autour d'étoiles de plus faible masse et pauvres en métaux(4). De telles propriétés confirment les modèles théoriques en vigueur.

Notes

1.En utilisant la méthode des vitesses radiales, les astronomes peuvent seulement estimer la masse minimum d'une planète car la masse estimée dépend également de l'inclinaison du plan orbital par rapport à la ligne d'observation qui est inconnue. D'un point de vue statistique, cette masse minimum est cependant souvent proche de la masse réelle de la planète.

2.En moyenne, les planètes situées dans la partie interne du système HD 10180 ont 20 fois la masse de la Terre, alors que les planètes situées dans notre Système Solaire interne (Mercure, Vénus, la Terre et Mars) ont une masse moyenne d'une demi-fois celle de la Terre.

3.La loi de Titius-Bode indique que les distances séparant les planètes du Soleil suivent un modèle simple. Pour les planètes extérieures, la place de chaque planète est prédite à environ deux fois la distance qui sépare le Soleil de l'objet précédent. Cette hypothèse avait prédit correctement les orbites de Cérès et d'Uranus, mais n'a pas permis de prédire l'orbite de Neptune.

4.Selon la définition utilisée en astronomie, les "métaux" sont tous les éléments autres que l'hydrogène et l'hélium. Ces métaux, à l'exception de quelques éléments chimiques légers mineurs, ont tous été créés par les diverses générations d'étoiles. Les planètes rocheuses sont faites de "métaux".

 

C'est qoui un systeme solaire :
Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil, et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système planétaire) : les huit planètes et leurs 165 satellites naturels connus1 (appelés usuellement des « lunes »), les cinq planètes naines, et les milliards de petits corps (astéroïdes, objets glacés, comètes, météorites, poussière interplanétaire, etc.).

De façon schématique, le système solaire est composé du Soleil, de quatre planètes telluriques internes, d'une ceinture d'astéroïdescomposée de petits corps rocheux, quatre géantes gazeuses externes et une seconde ceinture appelée ceinture de Kuiper, composée d’objets glacés. Au-delà de cette ceinture se trouve un disque d’objets épars, nommé suivant la théorie avancée par Jan Oort, le nuage d'Oort. Ensuite vient l'héliopause, limite du système solaire définie par l'arrêt des vents solaires (ils deviennent plus faibles que le vent galactique).

De la plus proche à la plus éloignée (du Soleil), les planètes du système se nomment Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne,Uranus et Neptune. Six de ces planètes possèdent des satellites en orbite et chacune des planètes externes est entourée d’un anneau planétaire de poussière et d’autres particules. Toutes les planètes, y compris la Terre, portent les noms de dieux et déesses de la mythologie romaine et de la mythologie grecque.

Les cinq planètes naines, portant des noms de divinités diverses, sont Pluton, le plus ancien objet connu de la ceinture de Kuiper, Cérès, le plus grand objet de la ceinture d’astéroïdes, Éris, la plus grosse des planètes naines qui se trouve dans le disque des objets épars, etMakemake et Haumea objets de la ceinture de Kuiper. Les planètes naines orbitant au-delà de Neptune, ce qui est le cas de quatre d'entre-elles, sont également classifiées comme plutoïdes.

Par extension, le terme « système solaire » est employé pour désigner d’autres systèmes planétaires.

Terminologie:
Les objets ou corps orbitant autour du Soleil sont divisés en trois classes : planètes, planètes naines et petits corps.

§Une planète est un corps en orbite autour du Soleil. Ce corps est suffisamment massif pour constituer une forme sphérique et avoir nettoyé son voisinage immédiat de tous les objets plus petitsA 1. On connaît huit planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter,Saturne, Uranus, Neptune. Un moyen mnémotechnique de se souvenir de leur ordre, est la phrase : « Mon Vieux, Tu M’as Jeté Sur Une Nappe. » ou bien encore « Me Voici Toute Mouillée, Je Suis Une Nonne. »

§Une planète naine est, selon la définition officielle (décision du 24 août 2006 de l’Union astronomique internationale), un corps en orbiteautour du Soleil. Ce corps, bien que suffisamment massif pour constituer une forme sphérique, n’a pas fait place nette dans son voisinageA 1. En septembre 2008, cinq corps étaient officiellement désignés de la sorte : Pluton, Éris, Makemake, Haumea et Cérès. D’autres corps pourraient l’être dans le futur, tels Sedna, Orcus ou Quaoar.

§Tous les autres objets en orbite autour du Soleil sont définis comme petits corps du système solaire2.

Les satellites naturels, ou lunes, sont les objets en orbite autour des planètes, des planètes naines et des petits corps plutôt qu’autour duSoleil.

Structure

Le principal corps céleste du système solaire est le Soleil, une étoile naine jaune de laséquence principale de type

G2 qui contient 99,86 % de toute la masse connue du système solaire et le domine gravitationnellement3. Jupiter et Saturne, les deux plus massifs objets orbitant autour du Soleil, regroupent à eux deux plus de 90 % de la masse restante.

La plupart des grands objets en orbite autour du Soleil le sont dans un plan proche de celui de l’orbite terrestre, nommé écliptique. Typiquement, le plan d’orbite des planètes est très proche de celui de l’écliptique tandis que les comètes et les objets de la ceinture de Kuiper ont pour la plupart une orbite qui forme un angle significativement plus grand par rapport à lui.

Toutes les planètes et la plupart des autres objets orbitent dans le même sens que la rotation du Soleil, c’est-à-dire dans le sens inverse des aiguilles d’une montre du point de vue d’un observateur situé au-dessus du pôle nord solaire. Certains objets orbitent dans un sensrétrograde, comme la comète de Halley.

Les trajectoires des objets gravitant autour du Soleil suivent les lois de Kepler. Ce sont approximativement des ellipses dont l'un des foyers est le Soleil. Les orbites des planètes sont quasiment circulaires. Celles des corps plus petits présentent des excentricités diverses et peuvent être fortement elliptiques. C'est notamment le cas des comètes et de certains autres petits corps, de certaines planètes naines et plus généralement des objets transneptuniens y compris ceux de la ceinture de Kuiper et du Nuage d'Oort.

La distance d'un corps au Soleil varie au cours de sa rotation autour du Soleil. On appelle le point le plus proche du Soleil de l'orbite d'un corps sa périhélie, le plus éloigné étant son aphélie.

De façon informelle, le système solaire est souvent divisé en zones distinctes. Le système solaire interne inclut les quatre planètes telluriques et la ceinture d’astéroïdes. Le reste du système peut être considéré simplement comme système solaire externe4 ; d’autres séparent la région au-delà de Neptune des quatre géantes gazeuses5.

La majorité des planètes du système solaire possèdent leur propre système secondaire. Les corps planétaires en rotation autour d'une planète sont appeléssatellites naturels ou lunes. La plupart des plus grands satellites naturels évoluent sur une orbite synchrone, présentant toujours la même face à la planète autour de laquelle ils gravitent. Les quatre plus grandes planètes ont également un anneau planétaire.

 

 

 

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