À l'heure actuelle, nous connaissons environ 4 000 exoplanètes confirmées, principalement grâce à la mission Kepler. TESS, le satellite de sondage sur les exoplanètes en transit, augmentera probablement ces 4000 de beaucoup. Mais qu'en est-il des étoiles que toutes ces planètes orbitent?
Une nouvelle étude de l'Institut d'Astrophysique et de l'Observatoire Universitaire de l'Université d'Iéna a identifié plus de 200 exoplanètes qui existent dans plusieurs systèmes stellaires. L'étude fait partie de l'effort pour comprendre comment les étoiles hôtes façonnent la formation et l'évolution des planètes.
L'auteur de cette étude est le Dr Markus Mugrauer, astrophysicien à l'Institut d'astrophysique et à l'Observatoire universitaire de l'Université d'Iéna, en Allemagne. Son travail est basé sur la deuxième publication de données de Gaia, la mission de l'ESA de créer une carte 3D de notre galaxie. Mugrauer s'intéresse à la façon dont le système d'étoiles multiples façonne la formation et le développement de la planète, ce qui se produit tôt dans la vie d'un système solaire.
«Les systèmes à étoiles multiples sont très courants dans notre Voie lactée.»
Dr Markus Mugrauer, auteur de l'étude, Université d'Iéna.
La nouvelle étude montre qu'à 1600 années-lumière du Soleil, il existe 176 étoiles binaires, 27 triplets hiérarchiques et un système quadruple hiérarchique qui hébergent tous des exoplanètes. Ce total de 208 systèmes d'étoiles multiples avec des planètes est sur plus de 1300 exoplanètes hébergeant des étoiles à la même distance.
L'étude s'intitule «Recherche de compagnons stellaires d'étoiles hôtes exoplanètes en explorant le deuxième ESA-Gaia publication des données. " Il est publié dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society du 13 novembre 2019. Mugrauer est le seul auteur.
"Les systèmes à étoiles multiples sont très courants dans notre Voie lactée", a expliqué Mugrauer dans un communiqué de presse. «Si de tels systèmes incluent des planètes, ils présentent un intérêt particulier pour l'astrophysique, car les systèmes planétaires qui s'y trouvent peuvent différer de notre système solaire de manière fondamentale.»
Le nombre d'étoiles réelles dans la Voie lactée est impossible à déterminer. Les étoiles de faible masse sont difficiles à trouver, surtout à grande distance de nous. Mais au fur et à mesure que les étoiles disparaissent, les astronomes travaillent souvent avec une plage comprise entre 200 et 400 milliards d'étoiles dans notre galaxie. Certaines estimations montrent que jusqu'à 85% des étoiles de la Voie lactée se trouvent dans plusieurs systèmes stellaires. Les données de Kepler montrent que seulement un tiers des systèmes d'étoiles multiples ont des planètes. Mais la façon dont plusieurs systèmes stellaires façonnent les planètes qui les orbitent est toujours une question aux conséquences généralisées.
Le travail de Mugrauer va au-delà de la simple recherche et identification de plusieurs systèmes stellaires qui hébergent des exoplanètes. Il voulait caractériser ces systèmes solaires plus en détail. Il a constaté que les systèmes varient considérablement en taille. Les systèmes étroitement liés ont des étoiles compagnes à moins de 20 UA de leur étoile, ce qui est similaire à la distance d'Uranus de notre Soleil, et les systèmes plus larges ont des compagnons à plus de 9000 UA de leur étoile. Cependant, ils se trouvent le plus souvent à environ 1 000 UA.
Il a également caractérisé les types et le nombre d'étoiles dans ces systèmes.
Les étoiles de l'étude Mugrauer varient en âge, en masse et en température. L'étoile la plus massive qu'il a trouvée est 1,4 fois plus massive que notre Soleil, et la moins massive ne représente que 8% de la masse du Soleil. Cependant, la masse des compagnons culmine entre 0,15 et 0,3 masse solaire. De nombreux systèmes d'étoiles multiples contenaient une étoile «dominante» plus grande et un compagnon plus petit: des étoiles naines fraîches de masse inférieure qui brillent en rouge.
Une question qui se pose aux astronomes est de savoir si les exoplanètes peuvent ou non survivre aux convulsions parfois dévastatrices d'une étoile approchant des étapes finales de son évolution. (Voir Space Magazine: Cela semble impossible, mais d'une certaine manière, cette planète a survécu à la phase géante rouge de son étoile) Mugrauer a trouvé huit naines blanches parmi ses multiples systèmes stellaires, renforçant le cas que les planètes peuvent survivre, au moins parfois, lorsqu'une étoile hôte fait des ravages dans ses environs .
Sur les 208 systèmes d'étoiles multiples étudiés par Mugrauer, la grande majorité - 176 - sont des systèmes d'étoiles binaires. Mais il existe également 27 systèmes triples étoiles et même un système quadruple étoiles. Et entre 20 UA et 10 000 AU, 15% des étoiles ont un compagnon. Cela va à l'encontre de la fréquence générale des étoiles semblables à celles du Soleil avec des compagnons, où les astronomes s'attendent à en trouver deux fois plus. De plus, le compagnon étoiles Mugrauer a trouvé dans son étude des distances environ cinq fois plus grandes que dans les systèmes «ordinaires».
Selon Mugrauer, "Ces deux facteurs pris ensemble pourraient indiquer que l'influence de plusieurs étoiles dans un système stellaire perturbe le processus de formation de la planète ainsi que le développement ultérieur de leurs orbites."
La présence d'un compagnon stellaire pourrait perturber le processus de formation de planète dans le disque autour des jeunes étoiles. Sa gravité pourrait également influencer l’évolution de l’orbite d’une planète.
Mugrauer a découvert qu'environ 15% des étoiles hébergeant des exoplanètes dans son étude ont une ou plusieurs étoiles compagnes. Mais il ne voit cela que comme le début de son travail. Il a l'intention de mettre à jour continuellement sa liste en tant que projet en cours alors que de nouvelles missions exoplanètes, en particulier TESS, font leur travail.
Avec cette base de données croissante de systèmes multi-étoiles hébergeant des exoplanètes, les astronomes peuvent commencer à répondre à une question intrigante: comment les planètes se forment, évoluent et s'adaptent lorsque leur étoile hôte a un compagnon?
Plus:
- Communiqué de presse: Des mondes lointains sous de nombreux soleils
- Document de recherche: Rechercher des compagnons stellaires d'étoiles hôtes exoplanètes en explorant le deuxième ESA-Gaia publication des données
- Space Magazine: Cela semble impossible, mais cette planète a survécu à la phase géante rouge de son étoile
