Découverte inédite depuis le sol de deux exoplanètes en interaction

02 juillet 2020

Univers

Quelques exoplanètes en interaction ont déjà été repérées grâce à des satellites. Une nouvelle prouesse vient d’être accomplie avec la détection, pour la première fois, d’un tel système extrasolaire directement depuis le sol. Une collaboration internationale comprenant des chercheurs du CNRS1 a ainsi découvert un système planétaire singulier, nommé WASP-148, en utilisant notamment l’instrument français Sophie à l’Observatoire de Haute-Provence (CNRS/Aix-Marseille Université). Les scientifiques ont ensuite analysé le mouvement de l’étoile et en ont déduit qu’elle hébergeait deux planètes : WASP-148b et WASP-148c. Ces observations ont montré que les deux planètes étaient en forte interaction, ce qui a pu être confirmé avec d’autres mesures2 . Alors que la première planète, WASP-148b, effectue le tour de son étoile en presque neuf jours, la seconde planète, WASP-148c, met un temps quatre fois plus long. Une telle proportion entre les périodes orbitales implique que le système WASP-148 est proche de la résonnance, c’est-à-dire que l’interaction gravitationnelle entre les deux planètes est amplifiée. Et il s’avère que les astronomes ont effectivement observé des variations de la période orbitale de ces planètes. Tandis qu’une planète seule, sans l’influence d’une seconde, se déplacerait avec une période constante, WASP-148b et WASP-148c subissent des accélérations et décélérations qui témoignent de leurs interactions. Ces travaux seront prochainement publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Vue d’artiste du système exoplanétaires en forte interaction WASP-148. La planète WASP-148c est visible au premier plan. On voit au second plan la planète WASP-148b en transit devant l'étoile autour de laquelle les deux planètes sont en orbite. (© Institut d’astrophysique de Paris, Mark A. Garlick).

Observatoire de Haute-Provence. Le spectroscope Sophie (installé au télescope de 193 cm, au deuxième plan) a contribué à la détection et à la caractérisation du système exoplanétaire WASP-148. © OSU Pytheas / CNRS / AMU

Mesures (en rouge) de la vitesse radiale de l’étoile du système planétaire WASP-148 avec le spectroscope Sophie à l’Observatoire de Haute-Provence. Ces observations mettent en évidence des variations de la vitesse de l’étoile provoquées par les planètes WASP-148b (à gauche) et WASP-148c (à droite). Les lignes noires représentent le modèle théorique ajustant au mieux les points de mesure. © G. Hébrard et al.

1Les scientifiques travaillant en France sont rattachés aux laboratoires suivants : Institut d’astrophysique de Paris (CNRS/Sorbonne Université) ; Observatoire de Haute-Provence (CNRS/Aix-Marseille Université) ; Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (CNRS/Observatoire de Paris-PSL/Sorbonne Université) ; Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Grenoble Alpes) ; Laboratoire d’astrophysique de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université) ; Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (CNRS/Observatoire de Paris-PSL/Sorbonne Université/Université de Paris). Ils ont également collaboré avec des astronomes amateurs de l’Observatoire Hubert-Reeves.
2Mesures effectuées avec les télescopes Hubert-Reeves, situé en France, et SuperWASP, RISE, Carlos Sánchez et Liverpool, situés sur les îles Canaries en Espagne.

Bibliographie

Discovery and characterization of the exoplanets WASP-148b and c. A transiting system with two interacting giant planets, par G. Hébrard, R.F. Díaz, A.C.M. Correia, A. Collier Cameron, J. Laskar, D. Pollacco, J.-M. Almenara, et al. Astronomy & Astrophysics, 2020 (sous presse)

Version préliminaire, déposée sur arXiv le 30 avril 2020 (https://arxiv.org/abs/2004.14645) et disponible sur Astronomy and Astrophysics (https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/forth/aa38296-20.pdf).