TOI-1453 c: une sous-Neptune clé dans un système à deux exoplanètes

Des astronomes découvrent deux exoplanètes autour de TOI-1453, une étoile située à environ 250 années-lumière. Ces deux exoplanètes, une super-Terre et une sous-Neptune, courantes dans la galaxie, sont pourtant absentes de notre système. Cette découverte ouvre la voie à de futures études atmosphériques pour mieux comprendre ces types de planètes.

Des astrophysiciens ont une fois de plus enrichi notre connaissance du cosmos grâce à une nouvelle découverte : deux petites planètes en orbite autour de TOI -1453. Située à environ 250 années-lumière de la Terre dans la constellation du Draco, cette étoile fait partie d’un système binaire (un couple d'étoiles qui orbitent l'une autour de l'autre) et est légèrement plus froide et plus petite que notre Soleil. Autour de cette étoile, deux planètes, une super-Terre et une sous-Neptune. Des types de planètes qui sont absents de notre propre système solaire, mais paradoxalement, qui constituent les classes de planètes les plus courantes dans la Voie lactée. Cette découverte nous éclaire donc sur une configuration planétaire qui pourrait fournir des indices précieux sur la formation et l’évolution des planètes.

C'est grâce aux données du satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA et du spectrographe haute résolution HARPS-N, que les chercheurs ont pu identifier TOI-1453 b et TOI-1453 c, les deux exoplanètes en orbite autour de TOI-1453."Les deux planètes présentent un contraste intéressant dans leurs caractéristiques, explique Manu Stalport, astrophysicien à l'Université de Liège. TOI-1453 b est une super-Terre, légèrement plus grande que notre planète, et vraisemblablement de type rocheux. Elle effectue son orbite en seulement 4,3 jours, ce qui en fait une planète très proche de son étoile. En revanche, TOI-1453 c’est une sous-Neptune, environ 2,2 fois la taille de la Terre mais avec une masse extraordinairement faible de seulement 2,9 masses terrestres. Cela en fait l’une des sous-Neptunes les moins denses jamais découvertes, ce qui soulève des questions sur sa composition."

Transit et vitesse radiale

Détecter des exoplanètes reste une tâche complexe. L’équipe s’est appuyée sur deux méthodes clés pour confirmer ses découvertes. La méthode du transit (données TESS) permet de mesurer la taille et la période orbitale lorsque la planète passe devant son étoile hôte, ce qui provoque une légère baisse de luminosité. La seconde méthode utilisée est celle de la mesure de la vitesses radiale (données HARPS-N) qui consiste à observer les variations de la vitesse d'une étoile sous l'effet de la gravité d'une planète en orbite autour d'elle. C'est en étudiant l’influence gravitationnelle exercée par les planètes sur leur étoile hôte que les chercheurs ont pu mesurer leurs masses et leurs densités.

"Toutes ces observations ont révélé que TOI-1453 c est extrêmement légère pour sa taille, suggérant qu’elle pourrait posséder une atmosphère épaisse riche en hydrogène ou une composition dominée par l’eau. Cela en fait une candidate idéale pour de futures études atmosphériques, se réjouit Manu Stalport. Comprendre leur formation et leur évolution pourrait fournir des indices sur le développement des systèmes planétaires, y compris le nôtre."

De plus, les deux planètes orbitent dans une configuration proche d’une résonance 3:2, ce qui signifie que pour chaque trois orbites de la planète interne, la planète externe en accomplit presque exactement deux. De telles résonances sont considérées comme une conséquence naturelle de la migration planétaire, offrant ainsi des indices sur la manière dont les planètes se déplacent et s’installent dans leurs orbites finales.

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives de recherche. Des instruments d'observations tels que le télescope spatial James Webb (JWST)  pourraient analyser l’atmosphère de TOI-1453 c afin de déterminer sa composition principale. Si cette planète possède une atmosphère substantielle riche en hydrogène ou un intérieur dominé par l’eau, elle pourrait redéfinir notre compréhension des sous-Neptunes et de leur formation.

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