Une planète gigantesque et d’une densité inhabituellement élevée, mesurant plus de 2,5 fois la Terre, déroute les scientifiques car elle ne possède qu’une atmosphère très mince, alors même qu’elle est suffisamment massive pour qu’on s’attende à ce qu’elle ait accumulé une épaisse couche de gaz.
La planète, nommée GJ 523b, aurait environ 170 millions d’années et mesurerait plus de 2,5 fois la Terre. Elle pèserait environ 23 fois la masse terrestre et son diamètre équivaudrait à environ 60 pour cent de celui de Neptune, selon des chercheurs de l’Université du Wisconsin–Madison. Un communiqué de l’université la décrit comme constituée principalement de roche dense entourant un noyau massif.
« Ce que nous avions prévu n’est pas du tout cela », a déclaré l’auteur principal Max Kroft, étudiant-chercheur au laboratoire du professeur Thomas Beatty, d’astronomie à UW–Madison, dans le communiqué. « Les planètes denses comme celle-ci ne sont pas rares, mais elles sont généralement petites et rocheuses, similaires à la Terre ou à Mercure. Cette planète est deux fois et demie plus grande que la Terre. »
Qu’est-ce qu’une Mega‑Terre ?
Une Mega‑Terre est une planète tellurique exceptionnellement grande et dense située en dehors de notre système solaire. Elle est plus massive qu’une « super‑Terre » typique et l’on pense qu’elle est principalement composée de matériaux solides tels que la roche et le métal. Beatty a déclaré que GJ 523b pourrait aider les scientifiques à mieux définir cette catégorie.
« Les gens emploient l’expression ‘Mega‑Terre’ depuis plus d’une décennie, mais nous n’avions jamais eu une planète qui nous permette de dire concrètement ce qu’elle est », a déclaré Beatty. « GJ 523b y parvient enfin. »
Comprendre la planète nécessitera une expertise au-delà de l’astronomie, a-t-il ajouté. Les chercheurs auront besoin de géologues qui savent comprendre comment le fer et la roche se comportent sous des pressions qui ne peuvent pas être reproduites en laboratoire sur Terre, ainsi que de spécialistes de l’atmosphère qui peuvent aider à déterminer quelle part de la planète est réellement rocheuse, a précisé Beatty.
GJ 523b a été identifié comme candidat pour la première fois par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA. Le satellite recherche des planètes en surveillant les étoiles pour des baisses régulières de luminosité, qui peuvent survenir lorsqu’une planète en orbite passe devant son étoile.
« Il y a ce dépouillement périodique de la lumière de l’étoile », a déclaré Kroft. « Nous pensons qu’il s’agit d’une planète qui passe devant l’étoile et la traverse. Elle bloque une partie de la lumière de l’étoile et l’étoile s’assombrit. »
Kroft a poursuivi l’étude de ce candidat en utilisant le télescope WIYN en Arizona. L’équipe a également exploité les données recueillies par le télescope spatial James Webb pour examiner la densité et l’atmosphère de la planète.
Pourquoi son atmosphère est-elle si mince ?
Le communiqué note que les scientifiques s’attendent généralement à ce qu’un noyau de roche et de métal en croissance attire une atmosphère riche en hydrogène. Dans notre système solaire, des planètes comme Jupiter et Saturne ont développé des atmosphères massives après avoir atteint environ 20 masses terrestres.
« La question est, pourquoi cette planète n’a-t-elle pas fait cela, si elle pèse 20 fois celle de la Terre ? » a déclaré Kroft.
Les chercheurs ont proposé plusieurs explications possibles, selon l’université. GJ 523b aurait autrefois tourné si près de son étoile que la chaleur extrême aurait arraché une grande partie de son atmosphère. Alternativement, elle pourrait s’être formée lors d’une collision entre deux planètes, l’impact ayant entraîné la disparition de son atmosphère.
« Une planète ne peut pas conserver son atmosphère si elle est vraiment chaude, et vous pourriez alors vous retrouver avec ce gros bloc de roche fabriqué par ces deux planètes, avec très peu d’atmosphère », a déclaré Kroft.
