Une planète déroutante vient d'être découverte
Un objet d’une masse proche de celle de Jupiter évolue autour de son étoile hôte à seulement 1,5 million de kilomètres de celle-ci, soit environ 1% de la distance entre la Terre et le Soleil. Baptisé PSR J2322-2650b, cette exoplanète boucle son orbite – autrement dit son année – en à peine 7,8 heures terrestres.
La gravité extrême de son étoile hôte, PSR J2322−2650, un pulsar situé à quelque 750 années-lumière de la Terre dans la constellation du Poisson austral, étire littéralement la planète, lui donnant une forme allongée rappelant celle d’un citron ou d’un ballon de rugby.
Les résultats présentés par l’équipe dirigée par Michael Zhang, spécialiste des exoplanètes à l’Université de Chicago, sont si inhabituels que les astronomes se demandent s’ils n’ont pas affaire à une toute nouvelle classe d’objets cosmiques. Leur étude vient d’être publiée dans The Astrophysical Journal Letters.
L'étoile hôte est invisible
Les pulsars – contraction de l’anglais pulsating star – sont des étoiles à neutrons dont la rotation est extrêmement rapide, et dotées d’un champ magnétique intense. Vestiges de supernovas, ces cœurs stellaires composés à près de 90% de neutrons concentrent une fois et demie la masse du Soleil dans un rayon d’une dizaine de kilomètres seulement. La matière y est si dense qu’une simple cuillère à café pèserait plusieurs milliards de tonnes.
Ces objets cosmiques émettent en outre un faisceau d’énergie étroit depuis leurs pôles, à la manière d’un phare, perçu par les télescopes comme un signal régulier. Comme ils émettent principalement des rayons gamma, leur lumière reste invisible pour des instruments à infrarouges comme le télescope spatial James-Webb. Une situation idéale pour étudier des exoplanètes qui, d’ordinaire, sont éclipsées par l’éclat de leur étoile.
«Ce système est unique, car nous pouvons voir la planète éclairée par son étoile, sans jamais voir l’étoile elle-même», explique Maya Beleznay, physicienne à l’Université Stanford et coautrice de l’étude, dans un communiqué de la NASA. Elle détaille:
Son atmosphère est déroutante
Outre la forme de citron de cette planète, la composition de son atmosphère est tout autant étrange. Celle-ci est presque entièrement constituée d’hélium et de carbone, une combinaison qui n’a encore jamais été observée sur un autre objet céleste.
Le carbone se lie pourtant facilement à des éléments comme l’oxygène ou l’azote, très répandus sur les planètes, en particulier sur les géantes gazeuses. L'absence de combinaisons avec le carbone laisse donc penser que ces éléments ne sont tout simplement pas présents sur cette exoplanète.
Inutile de préciser que les conditions n’y sont pas des plus accueillantes. A la surface de PSR J2322−2650b, les températures peuvent grimper jusqu’à 2000 degrés, soit quatre fois plus que sur Vénus, la planète la plus chaude de notre système solaire.
Quel temps fait-il sur PSR J2322-2650b?
La composition singulière de cette atmosphère s’accompagne d’une météo tout aussi étrange. Les astronomes soupçonnent la présence de nuages de suie carbonée flottant dans l’air. A proximité du cœur de la planète, ces nuages pourraient se condenser en fragments solides de diamant.
A ce stade, tout ce qui concerne PSR J2322-2650b relève du mystère. Rares sont les pulsars qui abritent une planète – et plus rares encore ceux autour desquels gravite un monde en forme de citron, enveloppé de nuages de graphite et dépourvu d’éléments pourtant observés sur d’autres planètes.
Est-ce une «veuve noire» cosmique?
Une hypothèse serait que cette configuration correspond à un type de système stellaire connu sous le nom de «veuve noire» (Black Widow Pulsar en anglais). Ces systèmes se composent d’un pulsar qui aspire progressivement la matière d’un astre voisin plus petit situé sur son orbite, le vidant peu à peu de sa substance, jusqu’à l’engloutir complètement. Jusqu’ici, ce genre de configuration n’a toutefois été observé qu’entre un pulsar et une autre étoile, jamais entre un pulsar et une planète.
Cela suggère que cet exoplanète pourrait en réalité être le vestige d’un astre, rongé depuis des temps immémoriaux. «Cet objet aurait perdu 99,9% de sa masse, et nous l’avons découvert par hasard, précisément à la toute fin de son existence», explique le coauteur Peter Gao, du Carnegie Earth and Planets Laboratory à Washington, dans les colonnes du New York Times.
L’alternative la plus fascinante est cependant que nous soyons face à «un type d’objet totalement nouveau, pour lequel nous n’avons encore aucun nom», comme l’a confié Michael Zhang au journal. Dans un communiqué de la Nasa, il explique:
Il ajoute:
Le coauteur Roger Romani, de l’Université Stanford et du Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, a commenté:
Il conclut: