Des nouvelles de 51 Eridani b

Une représentation artistique de 51 Eridani b. Crédits : Danielle Futselaar / Franck Marchis / SETI Institute.

Une équipe internationale composée plusieurs membres de l’iREx a publié, cet été, une nouvelle étude sur l’exoplanète géante 51 Eridani b. De nouvelles observations faites au Télescope Gemini Sud et à l’Observatoire Keck permettent de mieux comprendre l’atmosphère de la planète et la manière dont elle s’est formée.

51 Eridani b est la première planète à avoir été détectée par le Gemini Planet Imager (GPI), en 2015. Cet instrument du Télescope Gemini Sud a été conçu spécialement pour détecter des planètes géantes similaires à celles de notre Système solaire avec la méthode d’imagerie directe. Il utilise différentes stratégies pour arriver à détecter directement la lumière émise par une planète, ce qui permet d’étudier son atmosphère, un avantage considérable sur les méthodes indirectes de détection d’exoplanètes comme la vélocimétrie ou la méthode de transit.

« On sait que 51 Eridani b est une jeune semblable à Jupiter. Elle est âgée de seulement 20 millions d’années, a une masse autour de 2 masses de Jupiter et se trouve à 13 unités astronomiques de son étoile, soit un peu plus que la distance qui sépare Saturne du Soleil », explique Julien Rameau, chercheur à l’Institut de recherche sur les exoplanètes, qui est le second auteur de l’article, publié dans The Astronomical Journal.

Partiellement nuageux

Pour cette étude, les chercheurs ont obtenu de nouvelles observations de la planète dans l’infrarouge : des spectres avec GPI et des données photométriques avec la caméra NIRC-2 de l’Observatoire Keck. En combinant ces données avec celles qui ont permis la détection de la planète, les chercheurs ont confirmé que 51 Eridani b était particulièrement rouge (c’est-à-dire qu’elle est plus brillante dans les longueurs d’onde moins énergétiques), par rapport aux naines brunes et planètes de températures similaires qui sont plus vieilles. En comparant les observations à des modèles théoriques, les chercheurs ont conclu que cette distinction pouvait s’expliquer soit par une couverture nuageuse non-uniforme sur la planète ou par la jeunesse de la planète.

Il est généralement admis qu’à mesure que le temps passe, les planètes géantes se refroidissent et voient leur couverture nuageuse évoluer, passant d’un état  relativement uniforme à une couverture partielle, pour finir libre de tout nuage en haute atmosphère. 51 Eridani b serait possiblement dans cette transition.

Formation similaire à Jupiter et Saturne?

En ajustant des modèles théoriques à leurs observations, les chercheurs arrivent aussi à estimer la luminosité de la planète, ce qui leur permet de conclure que, contrairement aux autres planètes géantes détectées jusqu’à maintenant par imagerie directe, 51 Eridani b pourrait s’être formée par accrétion sur cœur (core accretion), le processus qui aurait possiblement permis la formation des planètes géantes dans notre Système solaire. Dans ce scénario, une planète gazeuse se forme d’abord par la création d’un cœur rocheux qui procède ensuite à l’agglomération du gaz de son environnement immédiat.

Une planète qui ne se révèle pas facilement

Depuis l’annonce de sa découverte en 2015, 51 Eridani b a fait l’objet de plus d’une demie-douzaine d’études. À peu près en même temps que l’étude citée ici, une autre a été publiée, celle-ci exploitant des observations de SPHERE, un imageur haut contraste qui se trouve sur Very Large Telescope de l’ESO. Certaines de leurs conclusions sont différentes de celles de l’équipe GPI. Par exemple, les chercheurs arrivent à expliquer leurs données avec une couverture nuageuse uniforme, sans trous.

« Cela montre bien que cette planète, relativement peu massive comparée à son étoile et relativement proche de celle-ci, demeure très difficile à observer. Les observations faites avec différents instruments sont donc empreints d’une grande incertitude, ce qui affecte les résultats et les conclusions, » explique Julien Rameau.

Cette planète n’a vraisemblablement pas encore révélé tous ses secrets. Des observations avec le futur télescope spatial James Webb aideront certainement à percer certains de ses mystères.

Plus d’information

L’article Characterizing 51 Eri b from 1-5 μm: a partly-cloudy exoplanet est publiée dans l’édition de juillet 2017 de The Astronomical Journal. L’équipe, menée par Abhijith Rajan, de Arizona State University, comprend 61 chercheurs, incluant Julien Rameau, René Doyon et David Lafrenière de l’iREx à l’Université de Montréal.


Julien Rameau
Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal
rameau@astro.umontreal.ca

Source
Marie-Eve Naud
Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal
514-343-6111,  7077
naud@astro.umontreal.ca


Liens
Lien vers l’article scientifique
Lien vers le communiqué de presse de Gemini
Lien vers la nouvelle de Scientific American

Merci à Julien Rameau et Frédérique Baron pour la révision de ce texte.