Cette exoplanète pourrait littéralement être la planète la plus métallique qui soit

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Les métaux sont partout dans l’Univers, depuis les géantes de gaz chauds où il pleut du fer en fusion jusqu’aux éléments lourds formés lorsqu’une étoile devient une supernova. L’exoplanète GJ 367b les surpasse tous. Cette planète est fait de métal.

GJ 367b est une planète extrême. Ce « super Mercure », qui orbite autour de son étoile toutes les 7,7 heures, a été découvert pour la première fois par le chasseur de planètes TESS de la NASA en 2015. Aujourd’hui, des scientifiques de l’Université de Turin en Italie et du Thüringer Landessternwarte en Allemagne ont examiné des mesures plus récentes de la planète. en utilisant le spectrographe HARPS de l’ESO ainsi que les observations originales du TESS. Ils ont découvert que cet objet est presque deux fois plus dense que la Terre, ce qui suggère qu’il est très probablement constitué de fer solide.

Même si GJ 367b est désormais une planète de fer solide, elle aurait pu être autrefois le noyau d’une ancienne planète rocheuse.

« Grâce à nos estimations précises de masse et de rayon, nous avons exploré la composition interne et la structure potentielles de GJ 367b, et avons découvert qu’il devrait avoir un noyau de fer », ont déclaré les scientifiques dans une étude récemment publiée dans The Astrophysical Journal Letters. C’est juste que le noyau occupe plus de 90 pour cent de la planète.

Groupie heavy metal

Lorsque GJ 367b a été découverte, ce n’était qu’une autre exoplanète dans un système stellaire lointain. TESS a eu relativement facile à l’identifier car il n’y avait pas une énorme différence de taille entre elle et son étoile. TESS capture une exoplanète transitant par son étoile lorsque celle-ci baisse de luminosité, car sa lumière est temporairement bloquée par une planète. Certains facteurs rendent le GJ 367b plus évident. Bien qu’elle soit encore petite par rapport à son étoile, elle n’est pas aussi petite que la Terre par rapport au Soleil, elle bloque donc davantage de lumière lors de son transit. Il orbite également dangereusement près et à une vitesse époustouflante.

Ce qui n’était pas encore évident, c’était de quoi il était fait. Connaître la densité d’un objet en fonction de sa masse et de son rayon peut donner aux scientifiques une idée de sa composition. TESS a mesuré le rayon de GJ 367b en fonction de la quantité de lumière qu’il masquait. Pour déterminer la masse de la planète, les scientifiques ont utilisé des mesures ultérieures de la vitesse radiale, qui détectent l’attraction gravitationnelle de la planète sur son étoile hôte.

GJ 367b s’est avéré être si incroyablement dense qu’il représente 1,85 fois la densité de la Terre, ce qui correspond à peu près à celle du fer. C’est désormais la planète connue la plus dense avec une période orbitale courte et le super-Mercure le plus dense. Mais comment une planète entière pourrait-elle se former à partir de rien d’autre que du fer ?

Trop de headbanging

« On ne sait pas clairement comment se forme une planète de faible masse et de haute densité comme GJ 367b », ont déclaré les scientifiques dans la même étude. « Les voies possibles pourraient inclure la formation d’un matériau beaucoup plus riche en fer que ce que l’on pense être normalement présent dans les disques protoplanétaires. »

Mais il existe bien d’autres voies possibles. Tous les scénarios de formation les plus probables sont basés sur le fait que GJ 367b aurait été autrefois une planète rocheuse, un peu comme la Terre ou Mars. Ses deux planètes compagnes, qui orbitent plus loin, sont toutes deux des planètes rocheuses, donc toutes les trois pourraient s’être formées de la même manière. À partir de là, cependant, GJ 367b aurait eu une histoire distincte qui l’aurait amené à perdre ses couches rocheuses externes et à devenir presque entièrement le noyau.

Les couches externes de GJ 367b ont peut-être été détruites par une ou plusieurs collisions, ce qui serait probablement arrivé à Mercure. Si un objet – ou suffisamment d’objets – ayant la bonne masse et la bonne vitesse d’impact s’écrasait dessus, les couches rocheuses auraient pu être libérées et perdues.

Une autre possibilité est le rayonnement intense auquel GJ 367b a été confronté en orbite si près de son étoile qu’il a brûlé tout le reste et ne lui a laissé que son noyau de fer solide. Le matériau extérieur aurait pu être sublimé puis perdu dans l’espace. GJ 367b aurait également pu subir une combinaison de collisions et d’irradiations pour devenir la planète métallique qu’elle est aujourd’hui.

Comment il s’est-il rapproché de son étoile au départ est également une question sans réponse, étant donné qu’il est peu probable qu’il s’y soit formé. Les scientifiques pensent que les interactions gravitationnelles avec d’autres planètes auraient pu la faire migrer vers l’intérieur à partir de l’endroit où elle s’est formée.

Cependant, GJ 367b est devenu un métalleux, mais des recherches plus approfondies sur cette planète pourraient éventuellement nous en dire plus sur la façon dont les planètes rocheuses et les planètes à courtes périodes orbitales se forment et évoluent. Ce sont toujours les rebelles.

Lettres de journaux astrophysiques, 2023. DOI : 10.3847/2041-8213/ace0c7

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