Des planètes plutôt excentriques
Mais des Jupiters chauds qui tournent rond
La fréquence élevée d’orbites elliptiques est une caractéristique frappante de la famille des exoplanètes. On ne peut guère invoquer d’effet pervers des observations : distinguer une orbite elliptique d’une orbite circulaire ne pose pas trop de problèmes ni à la méthode des vitesses radiales ni à celle des transits. Pour une période de révolution donnée, quand l’orbite devient plus elliptique, la vitesse au périastre (point le plus proche de l’étoile) augmente, ce qui facilite la détection. Mais en même temps, la planète passe moins de temps au périastre: on peut donc rater cet épisode. Les simulations numériques suggèrent que ces deux effets se compensent. Les faits sont donc là : sur 150 objets dont l’excentricité est connue, une bonne moitié a une orbite plus elliptique que n’importe quelle planète du système solaire. Seules quelques comètes ont des excentricités semblables.
Pourquoi cela pose-t-il un problème ? A nouveau, il semblerait que le système solaire soit singulier, et que nos théories de la formation du système solaire ne s’appliquent pas aux autres systèmes planétaires. Dans le disque protoplanétaire qui a donné naissance au système solaire, les planétésimaux grossissent par agglomération de planétésimaux plus petits, de poussières et de glaces Les orbites de ces poussières étaient sans doute plus ou moins fortement elliptiques. Plus l’orbite est elliptique, plus elle a de chances de croiser l’orbite d’une autre poussière. Cette sélection naturelle élimine rapidement les planétésimaux en orbite elliptique et à la fin ne devraient survivre que des corps en orbite presque circulaire, sagement rangés autour du Soleil. Mais ce n’est pas du tout ce que l’on observe autour des étoiles autres que le Soleil.
Certes, il existe plusieurs mécanismes qui permettent d’expliquer les orbites elliptiques, comme l’interaction entre plusieurs planètes; mais il nous faut alors comprendre pourquoi ces mécanismes n’ont pas joué dans le système solaire. L’excentricité de l’orbite a des conséquences non négligeables pour l’habitabilité d’une planète. Sur Terre, les variations à long terme du climat et l’apparition de périodes glaciaires sont liées, non seulement aux variations d’inclinaison de l’axe de rotation de notre planète, mais aussi aux variations de forme de son orbite, excentricité et distance au Soleil à un moment donné du cycle saisonnier.
On trouve de telles orbites excentriques dans toute la famille des planètes extrasolaires, massives ou légères, en orbite proche ou lointaine. Seules les exoplanètes en orbite très proche de leur étoile ont toutes des orbites presque circulaires. Ainsi, tous les objets dont la période de révolution est inférieure à 6 jours ont une excentricité inférieure à 0,1.Voilà un effet que nous comprenons assez bien. A aussi courte distance, l’étoile provoque d’énormes effets de marée sur sa planète.
Vidéo : Des planètes plutôt excentriques
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