Cette planète 23 fois plus lourde que la Terre vient de contredire les manuels d’astronomie

Des chercheurs américains viennent de confirmer l’existence d’un monde nettement plus massif que la Terre. Les données recueillies ne rentrent dans aucune catégorie connue. Les scientifiques ignorent encore comment cette planète a pu adopter une telle composition.

En trente ans, plus de 6 000 exoplanètes ont rejoint les catalogues des astronomes. Leur naissance débute par la constitution d’un cœur rocheux et métallique au sein du disque entourant une étoile jeune. Une fois la barre d’environ vingt masses terrestres atteinte, ce cœur aspire rapidement l’hydrogène et l’hélium voisins, tandis que le télescope spatial James Webb a permis de mieux comprendre la naissance des planètes gazeuses. Jupiter et Saturne sont issues de ce mécanisme.

L’observatoire américain TESS a d’abord détecté des diminutions périodiques de luminosité autour de l’étoile GJ 523. Un tel transit ne permet toutefois pas, à lui seul, d’identifier une planète, et une méthode différente a récemment augmenté les capacités de détection du satellite TESS. Des scientifiques de l’université du Wisconsin-Madison ont alors utilisé le spectrographe NEID installé sur le télescope WIYN. L’appareil enregistre les infimes oscillations d’une étoile provoquées par l’attraction gravitationnelle de sa planète. Ces données ont établi la présence de GJ 523b.

Cette planète enferme 23 fois la masse terrestre dans un astre presque entièrement rocheux

Selon l’étude publiée sur arXiv, GJ 523b mesure 2,55 fois le rayon de la Terre, alors que sa masse équivaut à 23,5 fois celle de notre planète. Sa densité grimpe à 7,8 grammes par centimètre cube, un niveau supérieur au nôtre. Cette valeur indique qu’aucune épaisse couche de gaz ne l’entoure. Or l’accumulation accélérée de gaz devrait commencer autour de vingt masses terrestres. GJ 523b a dépassé cette limite sans se transformer en géante. Elle accomplit un tour complet en 17,75 jours, sous une température proche de 265 °C.

Les auteurs de l’étude avancent deux hypothèses pour expliquer cette anomalie. GJ 523b aurait d’abord accumulé une atmosphère importante, ensuite emportée par le rayonnement de son étoile. Autre possibilité, deux planètes seraient entrées en collision, leurs noyaux fusionnant pendant que les enveloppes gazeuses se dispersaient. La jeunesse de cet objet complique encore la reconstitution de son histoire. Son âge atteint seulement 170 millions d’années.

Kroft et ses collègues tentent enfin de fixer des limites chiffrées à la famille des méga-Terres. Cette appellation existe depuis plus de dix ans sans avoir reçu de définition officielle. Selon leur proposition, une méga-Terre dépasserait 2,1 fois le rayon terrestre, avec une densité supérieure à 5,5 grammes par centimètre cube.  L’étude doit encore passer par une relecture des pairs. Examiner vingt ou trente mondes semblables à GJ 523b permettrait de faire apparaître des tendances.