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LHS3154b, la planète qui ne devrait pas exister

La découverte d'une exoplanète de 13 fois la masse de la Terre autour d'une étoile de type naine rouge déconcerte les chercheurs. Quel que soit le scénario envisagé, ils ne parviennent pas à expliquer comment une planète aussi massive a pu se former dans les parages d'une telle étoile.

Au grand bal cosmique qui voit tourner les planètes autour des étoiles, ce couple-là n’était guère attendu. D’un côté, une naine rouge, LHS 3154, petite étoile pâlotte et presque "froide" pour un soleil : environ 2600 °C. Autour d’elle, à seulement 3 millions de km, orbite en 3,5 jours une planète géante de type Neptune, LHS3154b. La masse de l’étoile ne représente que 10 % de celle du soleil. La planète, elle, fait 13 fois la masse de la Terre. C’est ça qui ne colle pas.

Planète et étoile sont trop proches en masse, 100 fois plus que la Terre et le Soleil par exemple. "Le disque de formation de planètes autour d’une étoile comme LHS 3154 ne devrait pas avoir la masse suffisante pour former cette planète. Mais elle est là. Nous avons donc besoin de revoir notre compréhension de la formation des planètes et des étoiles", déclare Suvrath Mahadevan, de l’Université de Pennsylvanie et co-auteur d’une publication le 30 novembre 2023 dans la revue Science.

Deux scénarios pour une naissance, et aucun ne va

Les planètes peuvent se former de deux façons. Le premier scénario envisage la fragmentation d'un disque protoplanétaire sous l'effet de sa propre gravité. Cela produit de gros amas qui finissent par former des planètes massives. L’autre voie consiste en l’accrétion progressive de poussières et de roches sur des protoplanètes qui grossissent ainsi peu à peu, et s’entoure éventuellement de gaz. C'est sans doute ce qui s’est passé dans notre système solaire. Le premier scénario est a priori rejeté par les chercheurs car LHS3154b est seule dans les parages de son étoile. Or, la fragmentation du disque auraient dû faire naître d’autres planètes.

Reste donc la piste de l’accrétion. Pour tenter de décrire la naissance de l’improbable planète, les chercheurs ont fait tourner les simulations, plus de 300 au total, avec différentes configurations de disques protoplanétaires comme il en a été observé autour d’autres étoiles de type naine rouge. Aucune n’a accouché d’une planète de[...]

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