Une découverte fascinante dans la constellation de Céphée remet en question nos connaissances sur la formation des planètes. Le système TOI-2267, à 190 années-lumière de la Terre, abrite deux étoiles et trois planètes, dont deux sont similaires à la Terre. Cette configuration unique ouvre de nouvelles perspectives sur la dynamique des systèmes stellaires.
Illustration du système planétaire TOI–2267, avec trois planètes autour de deux étoiles. Crédit : Mario Sucerquia–Université de Grenoble Alpes
Au cœur de la constellation de Céphée, à 190 années-lumière de la Terre, un système stellaire intriguant bouleverse nos idées sur la formation des planètes. TOI-2267, comme le nomment les scientifiques, est composé de deux étoiles proches l’une de l’autre, entourées de trois planètes : deux orbitant autour de l’une et une autour de l’autre. C’est la première fois qu’un système binaire compact avec des planètes s’observant autour de ces étoiles sœurs est découvert. Les deux planètes en question sont rocheuses et de taille similaire à la Terre, ce qui est surprenant, car on pensait qu’à cause de l’instabilité gravitationnelle, les conditions n’étaient pas favorables à la formation de planètes rocheuses. Cette découverte met en lumière notre méconnaissance des planètes extrasolaires. Récemment, la NASA a annoncé avoir découvert le numéro 6000, soit près de 30 ans après le début de l’exploration des profondeurs spatiales.
La découverte des trois planètes dans le système TOI-2267 a été réalisée grâce à une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques belges de l’Université de Liège (Uliège), qui ont collaboré avec des établissements du monde entier. Parmi les institutions impliquées se trouvent l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie (IAA-CSIC) à Grenade (Espagne), la Division des sciences géologiques et planétaires du California Institute of Technology (CALTECH) à Pasadena (États-Unis), le Massachusetts Institute of Technology (MIT), l’Université d’État Lomonosov de Moscou, la NASA, entre autres. Les chercheurs ont détecté la présence des trois planètes – deux confirmées et une candidate – en analysant les données photométriques du télescope spatial de la NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), un “chasseur d’exoplanètes” successeur de l’illustre Kepler. Les planètes ont été identifiées grâce au logiciel de traitement de l’Université de Liège “Scherlock” et aux observations complémentaires réalisées avec les télescopes SPECULOOS et TRAPPIST. Ce dernier a gagné en notoriété en 2017, lorsque la NASA a annoncé la découverte du système planétaire TRAPPIST-1, qui abrite plusieurs planètes dans la zone habitable de leur étoile.
Une des caractéristiques distinctives du système TOI-2267 réside dans la proximité des deux étoiles M5 (TOI-2267A) et M6 (TOI-2267B), qui sont faibles et froides, et situées à 8 UA l’une de l’autre, soit environ 1,2 milliard de kilomètres (une unité astronomique équivaut à environ 150 millions de kilomètres, la distance entre le Soleil et la Terre). M5 et M6 sont ainsi plus proches que la distance séparant le Soleil de Saturne, ce qui suggère une instabilité gravitationnelle due à la présence de ces deux astres en orbite rapprochée. Les chercheurs pensaient qu’une telle configuration ne permettrait pas la formation de planètes rocheuses, celles-ci n’ayant pas la stabilité nécessaire pour émerger. Pourtant, c’est exactement ce qui s’est produit dans ce système. Les calculs indiquent qu’il est peu probable que trois planètes puissent orbiter autour de la même étoile, ce qui indique qu’une des trois doit graviter autour de l’étoile compagne.
“Notre analyse révèle une disposition planétaire unique : deux planètes transitent autour d’une étoile, tandis que la troisième tourne autour de son étoile compagne. Cela fait de TOI-2267 le premier système binaire connu à abriter des planètes en transit autour de ses deux étoiles”, a déclaré un chercheur dans un communiqué, ajoutant qu’un tel système permet de tester les limites des modèles de formation planétaire. “C’est un laboratoire naturel pour comprendre comment des planètes rocheuses peuvent émerger et survivre dans des conditions dynamiques extrêmes, où l’on pensait auparavant qu’une telle stabilité était compromise”, a précisé un co-auteur. Les planètes orbitant autour des deux étoiles sont considérées comme “chaudes”, ce qui rend peu probable l’existence de formes de vie telles que nous les connaissons sur Terre.
La découverte de ce système planétaire insolite, dont les surfaces pourraient offrir un spectacle similaire à celui de la planète Tatooine de Star Wars, est révélée quelques jours après l’annonce d’une super Terre (GC 251 c) à 18 années-lumière de notre planète, dans la zone habitable de son étoile. Cela implique qu’avec une atmosphère adéquate, elle pourrait avoir de l’eau liquide à sa surface. À l’instar des trois planètes de TOI-2267, elle sera une cible privilégiée pour les futurs télescopes en construction, dotés de miroirs de plus de 30 mètres (comme l’ELT de l’ESO). Les détails de l’étude “Two warm Earth-sized exoplanets and an Earth-sized candidate in the M5V-M6V binary system TOI-2267” ont été publiés dans Astronomy & Astrophysics.