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Une équipe d’astronomes européenne a découvert un système planétaire d’au moins 5 planètes, en orbite autour de l’étoile de type solaire HD 10180. Par le nombre de planètes, la masse de l’une d’elle, voisine de la Terre, et leur répartition régulière, ce système est très similaire à notre système Solaire.
Ce système est probablement le plus peuplé des systèmes planétaires extrasolaires connus à ce jour. "Nous entrons maintenant dans une nouvelle ère dans la recherche d’exoplanètes: l’étude des systèmes planétaires complexes et pas seulement de planètes individuelles. Les études des mouvements planétaires dans ces nouveaux systèmes présentent des interactions gravitationnelles complexes entre les planètes et nous donnent un aperçu de l’évolution à long terme du système », explique Christophe Lovis, de l’Observatoire de Genève, auteur principal de l’article présentant ces résultats.

6 ans d’études et 190 mesures avec l’instrument HARPS

L’équipe d’astronomes a utilisé le spectrographe HARPS, au foyer du télescope de 3,6 m de l’ESO (European Southern Obseravtory) à La Silla, au Chili, pour une étude de six ans de l’étoile de type solaire HD 10180, située à 127 années-lumière dans la constellation australe de l’Hydre. Grâce aux 190 mesures individuelles HARPS, les astronomes ont détecté la faible oscillation de l’étoile provoquée par les planètes.
Les données recueillies ont montré que l’étoile HD10180 a cinq planètes de type Neptune, avec des masses allant de 13 à 25 fois la masse terrestre et des périodes orbitales entre 6 et 600 jours. Elles donnent aussi des indications de la présence de deux planètes supplémentaires. La première est semblable à Saturne avec une masse de 65 fois la masse terrestre et une période de 2200 jours. L’autre serait la planète de masse la plus faible jamais encore trouvée, avec seulement 1,4 fois la masse de la Terre orbitant autour de son étoile à une distance de 3,3 millions de kilomètres en seulement 28,3 heures.

Le système le plus peuplé découvert aujourd’hui

Le système nouvellement découvert de planètes autour de HD 10180 est unique à plusieurs égards. Tout d’abord, avec au moins cinq planètes de type Neptune, se trouvant dans une distance équivalente à l’orbite de Mars, ce système est plus peuplé que notre système Solaire dans sa région intérieure. En outre, le système n’a probablement pas de géante gazeuse comme Jupiter. Jusqu’ici, les astronomes connaissaient seulement 15 systèmes avec au moins trois planètes, le dernier détenteur du record étant 55 Cancri qui contient cinq planètes, deux d’entre elles étant des planètes géantes. En utilisant ces nouvelles observations ainsi que des données d’autres systèmes planétaires, les astronomes montrent l’existence d’un équivalent de la loi de "Titius-Bode" qui existe dans notre système Solaire et qui propose que l’espacement des planètes suit un schéma régulier.

Un système stable

Grâce au supercalculateur JADE du CINES (Centre Informatique National de l’enseignement supérieur, France), Les chercheurs ont montré que ce système de 7 planètes est stable si la relativité générale est correctement prise en compte. En effet, dans un modèle purement Newtonien, les perturbations gravitationnelles engendrées par les autres planètes sur la planète la plus intérieure augmenterait tellement son excentricité que de fortes instabilités pourraient en résulter (Figure 2).
Dans un modèle purement Newtonien, l’excentricité de la planète intérieure augmente à des valeurs très élevées (en rouge) donnant lieu à des instabilités, tandis qu’elle reste faible si la relativité générale est prise en compte (en vert). Crédit: J. Laskar

L’équipe se compose de C. Lovis, D. Ségransan, M. Mayor, S. Udry, F. Pepe, and D. Queloz (Observatoire de Genève, Université de Genève, Switzerland), W. Benz (Universität Bern, Switzerland), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, France), C. Mordasini (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany), N. C. Santos (Universidade do Porto, Portugal), J. Laskar (Observatoire de Paris, France), A. Correia (Universidade de Aveiro, Portugal), and J.-L. Bertaux (Université Versailles Saint-Quentin, France) and G. Lo Curto (ESO).

Référence
The HARPS search for southern extra-solar planets. XXV. Up to seven planets orbiting HD 10180: probing the architecture of low-mass planetary systems
C. Lovis, D. Ségransan, M. Mayor, S. Udry, W. Benz, J.-L. Bertaux, F. Bouchy, A. C. M. Correia, J. Laskar, G. Lo Curto, C. Mordasini, F. Pepe, D. Queloz, and N. C. Santos
Soumis pour publication

Contact : Jacques Laskar

Source : L’observatoire de Paris
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