Planète extrasolaire

Propriétés physiques

Entre 5 et 10 pour cent des étoiles étudiées possèdent des planètes au moins 100 fois plus massives que la Terre avec des périodes orbitales de quelques années terrestres ou moins. Près de 1 % des étoiles ont de telles planètes géantes sur des orbites très proches, avec des périodes orbitales de moins d’une semaine. Certaines de ces planètes semblent avoir une taille distendue en raison du réchauffement de leur étoile. Plus de 20 % des étoiles ont des planètes proches un peu plus petites, dont la taille varie de quelques dizaines de masses terrestres à quelques dizaines de masses terrestres et dont la période orbitale est inférieure à trois mois.

Les planètes les plus massives qui transitent par leur étoile sont principalement composées des deux éléments les plus légers, l’hydrogène et l’hélium, comme le sont le Soleil et ses deux plus grandes planètes, Jupiter et Saturne. Le terme Jupiters est souvent utilisé pour décrire ces mondes, et le terme Jupiters chauds est appliqué aux planètes massives qui orbitent très près de leur étoile. De même, les termes Neptunes et Neptunes chaudes désignent les planètes dont la masse est inférieure à environ 10 % de celle de Jupiter, et le terme super-Terre désigne les planètes qui pourraient bien être des corps rocheux quelques fois seulement aussi massifs que la Terre. Les divisions entre ces différentes classes ne sont pas bien définies, et ces termes pourraient bien surestimer les similitudes avec des objets particuliers du système solaire. Cependant, les planètes en transit de plus faible masse contiennent des fractions plus importantes d’éléments plus lourds que les planètes géantes en transit. Une relation analogue entre la masse planétaire et la composition existe au sein du système solaire.

Néanmoins, plusieurs des propriétés mentionnées des planètes extrasolaires contrastent fortement avec celles du système solaire. Jupiter, qui met près de 12 ans à faire le tour du Soleil, a la période orbitale la plus courte de toutes les grandes planètes (plus massives que la Terre) du système solaire. Même la planète la plus proche du Soleil, Mercure, a besoin de 88 jours pour effectuer une orbite. Dans le système solaire, les planètes, surtout les plus grosses, se déplacent sur des trajectoires presque circulaires autour du Soleil. La plupart des planètes géantes extrasolaires dont la période orbitale est supérieure à deux semaines ont des orbites allongées. Les modèles de formation planétaire suggèrent que les planètes géantes extrasolaires détectées très près de leur étoile se sont formées à de plus grandes distances et ont migré vers l’intérieur à la suite d’interactions gravitationnelles avec les restes des disques circumstellaires à partir desquels elles se sont accumulées. Les planètes géantes flottant librement ont eu une histoire différente dans la mesure où elles se sont probablement formées dans des disques circumstellaires mais ont été éjectées de leur système solaire par des interactions gravitationnelles.

Les étoiles qui contiennent une plus grande fraction d’éléments lourds (c’est-à-dire tout élément autre que l’hydrogène et l’hélium) sont plus susceptibles de posséder des planètes géantes gazeuses détectables. Les étoiles plus massives sont plus susceptibles d’accueillir des planètes plus massives que Saturne, mais cette corrélation peut ne pas exister pour les planètes plus petites. De nombreuses planètes extrasolaires orbitent autour d’étoiles qui font partie de systèmes stellaires binaires, et il est courant que des étoiles possédant une planète détectable en possèdent d’autres. Les planètes détectées jusqu’à présent autour d’étoiles autres que le Soleil ont des masses allant de près de deux fois à des milliers de fois celle de la Terre. Toutes semblent être trop massives pour supporter une vie comme celle de la Terre, mais cela aussi est le résultat de biais de détection et n’indique pas que les planètes comme la Terre sont peu communes.

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