Les exoplanètes : une famille de poids lourds?
écrit le: 3 avril 2012 par abouramodifié le 11 décembre 2021
Beaucoup de Jupiters, peu de «superJupiters»
préférence pour les «petites» masses, est donc un résultat robuste, indépendant des pervers effets de sélection. C’est d’ailleurs la même chose, toutes proportions gardées, pour les neuf
planètes du système solaire : les petites planètes sont plus nombreuses que les grosses.
La forme de la distribution n’est pas en elle-même une surprise et la théorie «standard» de formation du système solaire l’explique aisément. Si les planètes se forment par accumulation au
sein d’un disque protoplanétaire de corps plus petits, protoplanètes ou planétésimaux, il est assez
logique qu’il y ait plus de petits objets que de gros, puisque ces derniers nécessitent plus de matière. Petit souci cependant : il est difficile d’expliquer la présence des très grosses planètes vers 8 à 10 MJ. Ceux-ci mettraient en effet des dizaines, voire des centaines de millions d’années à se former. Or toutes les observations indiquent qu’au bout de quelques millions d’années, dix tout au plus, les jeunes étoiles se sont débarrassées de leurs disques protoplanétaires. Comment? Toutes les étoiles perdent de la matière sous forme d’un vent continu de particules et d’éruptions violentes, le
Soleil le premier: le vent et les éruptions solaires sont ainsi responsables des orages magnétiques et des aurores polaires sur la Terre. Mais les jeunes étoiles semblent dotées d’un
vent très vigoureux qui parvient aisément à souffler les disques de gaz et de poussières dont elles sont entourées à leur naissance. Plus de disque, plus de gaz ni de poussières, plus de matériau pour que les planètes grossissent au-delà de quelques fois la masse de Jupiter. Encore un mystère qu’il va falloir éclaircir : comment les poids lourds de la famille des exoplanètes se sont-ils formés ? Cependant, vers les masses les plus élevées, on ne peut sans doute plus parler de planète. Dans la grande famille des exoplanètes, se sont sans doute glissés quelques intrus : ces étoiles avortées qu’on dit naines brunes. Les étoiles ordinaires, comme le Soleil, tirent leur
énergie de la fusion de l’hydrogène en hélium. Les naines brunes, elles, tirent leur énergie de la
fusion du deutérium, un isotope lourd de l’hydrogène, dont le noyau est composé de deux neutrons et d’un proton. La théorie prédit que ceci se produit dès 13 M¡. Si l’on tient compte de l’effet d’inclinaison, toutes les exoplanètes de
masse minimale supérieure à 8 MJ sont suspectes. Cela ne fait cependant qu’une dizaine d’objets: l’éventuelle contamination est donc limitée.
Peut-on extrapoler ces observations aux très petites masses? Nous n’en savons rien, mais essayons quand même : on devrait alors trouver de l’ordre de 100 fois plus de planètes dans la gamme 0,1 à 30 masses terrestres que dans la gamme de 1 à 2 masses jupitériennes. Riche moisson en perspective…