Planètes extrasolaires: les planètes des pulsars
Des planètes détectées autour d’étoiles en fin de vie
Jusqu’a présent, les astrométristes ont recherche des explantes autour d étoiles de type solaire, avec l’espoir ultime de découvrir un jour une planète susceptible d’abriter la vie. A partir des années 1970, la recherche des planètes extrasolaires amorce un virage vers un autre type d’étoile. II s’agit des pulsars (abréviation de «pulsation star»), récemment détectes par les radioastronomes. De quoi s’agit-il? Un pulsar constitue la dernière étape de l’évolution d’une étoile massive. Lorsque celle-ci a épuise tout son hydrogène et son hélium, puis les éléments plus lourds qu’elle a elle-même synthétises, l’étoile se transforme en supergéante puis en supernova, et éjecte alors la majeure partie de sa matière. Le résidu central s’effondre sur lui-même en une étoile a neutrons, de densité extrêmement élevée (sa masse est comparable a celle du Soleil pour un diamètre d’une vingtaine de kilomètres!) et animée d’une rotation très rapide, dont la période est de l’ordre de la seconde. Le pulsar est caractérise par l’émission d’un rayonnement radio très puissant, dit synchrotron, module par sa rotation; c’est ce rayonnement, de période rigoureusement constante, que détectent les radioastronomes et qui permet d’identifier les pulsars.
La mesure très précise du rayonnement radio des pulsars fournit une nouvelle méthode pour rechercher d’éventuels compagnons, dont la présence se traduirait par des variations de la période du pulsar. Plusieurs détections sont annoncées, mais il apparait ensuite que les écarts observes sont dus a des instabilités internes a l’étoile. Puis, en 1991, une nouvelle découverte est annoncée par le radioastronome anglais Andrew Lyne. Le pulsar PSR 1829-10, situe a 30 000 années-lumière, aurait un compagnon de la masse d’Uranus, de période orbitale 6 mois.
Mais la encore, une déception attend les chercheurs: l’effet observe n’est pas du a une planète, mais a une correction insuffisamment précise de la révolution de la Terre autour du Soleil, assimilée a un cercle et non a une ellipse. Une fois cet effet corrige, il n’y a plus trace d’écart a la périodicité, donc plus de planète…
Enfin, la découverte est au bout du chemin. C’est un astronome polonais, Alexander Wolszczan qui en est l’auteur. En 1992, alors que Lyne vient de rendre compte de son résultat négatif, Wolszczan annonce avoir découvert deux planètes autour d’un autre pulsar, PSR 1257+12. Celui-ci est différent du précédent: sa période, 0,0062 seconde, est incroyablement courte. II appartient a la classe des « pulsars milliseconde » qui ont une histoire différente. Alors que les pulsars classiques sont des astres très jeunes, les pulsars millisecondes sont beaucoup plus âges, plusieurs centaines de millions d’années.
On explique leur existence par évolution d’un couple forme dune étoile normale et d’une étoile a neutrons. En vieillissant, l’étoile se dilate et son enveloppe est peu a peu happée par l’étoile à neutrons qui, du coup, tourne de plus en plus vite… Comment un tel objet peut-il être entoure de planètes? C’est sans doute lors de l’accrétion de la matière stellaire par l’étoile a neutrons que se forme un disque au sein duquel peuvent ensuite se former des planètes. Mais celles-ci sont sans doute bien loin de ressembler aux planètes que nous connaissons.
Ensuite, PSR 1257+12 s’est avère avoir en fait trois, peut-être même quatre compagnons planétaires, dont les masses vont de 0,02 a 100 fois la masse de la Terre. A part la planète de 2,5 MJ découverte en 1999 autour du pulsar PSR1620B-26, on n’a trouve aucun autre système planétaire de pulsar, qu’ils soient milliseconde ou pas, ce qui suggère que le phénomène doit être rare, car la méthode de détection est vraiment très sensible.
Vidéo : planètes extrasolaires: les planètes des pulsars
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