KELT-9 b, une planète aussi chaude qu’une étoile

La diversité des exoplanètes est infinie. La découverte de KELT-9 b, une planète plus chaude que la majorité des étoiles le démontre une fois de plus. La découverte est publiée dans Nature par Scott Gaudi de l’université d’Ohio et son équipe.

Toutes les planètes naissent chaudes.  L’énergie libérée par l’accrétion des poussières et gaz chauds les rend incandescentes (~2500K). Mais cette chaleur accumulée ne fait que se dissiper au cours des millions d’années. Ainsi Jupiter, malgré un noyau encore chaud, n’est qu’à 110K (-163°C) aujourd’hui.

Néanmoins, si la planète orbite très près de son soleil, ce dernier peut entretenir cette chaleur. Ces planètes, appelées  jupiters chaudes sont les plus faciles à détecter et à étudier. On compte parmi elles des superstars comme HD 209458 b « Osiris ». Parmi ces jupiters chaudes, la plus chaude connue était WASP-33 b avec 3500K au compteur. Cette température est impressionnante, plus coutumière des étoiles naines rouges que des planètes. Mais elle autorise encore la présence de molécules dans son atmosphère, comme une brume d’oxyde de titane. Une atmosphère exotique certes mais pas si différente de celle de Jupiter en somme.

La nouvelle venue dans le bestiaire cosmique est encore plus chaude. Elle fait partie avec WASP-33 des sept planètes à transiter une étoile massive et chaude de type spectral A. Parmi ces étoiles, KELT-9 (ou HD 195689) est la plus massive et surtout la plus chaude avec 10 170K. KELT-9 b, la planète, en fait le tour en 36h. Son atmosphère diurne est chauffée à 4600K une température caractéristique des naines oranges! Et comme la grande majorité des étoiles sont des naines rouges plus froide, KELT-9 b est de fait plus chaude que la majorité des étoiles.

Vue d’artiste de KELT-9 b. Crédit: NASA/JPL-Caltech

Dans une telle fournaise toutes les molécules sont dissociées en atomes. Pas de nuages dans cette atmosphère infernale. Les conditions y régnant sont bien plus proches de celles de l’atmosphère du Soleil que de celle de n’importe quelle autre planète. Elle reçoit également 700 fois plus d’ultra-violets extrêmes que WASP-33 b. De quoi souffler son atmosphère avant la fin de la courte durée de vie d’HD 195689.

Animation de KELT-9 b sur son orbite (vue d’artiste). Crédit: NASA/JPL-Caltech

Les autres caractéristiques de la planète sont aussi atypiques mais pas étonnantes. Avec 2.88MJ, elle est plus massive que la majorité des jupiters chaudes, mais c’est un gabarit classique autour d’une étoile aussi massive. Elle est 1.891 fois plus large que Jupiter et deux fois moins dense, ce qui est aussi rare mais normal compte tenu de sa température. Son orbite est polaire, c’est à dire qu’au lieu d’orbiter dans le plan de l’équateur de son soleil. Elle passe au dessus des pôles, ce n’est pas exceptionnel pour des jupiters chaudes mais particulièrement commun autour d’étoiles de ce type. Pour finir, l’étoile HD 195689 tourne très vite sur elle même, ce qui lui donne une forme aplatie avec les pôles plus chauds et plus lumineux que la zone équatoriale.

Vue d’artiste de KELT-9 b. Crédit: NASA/JPL-Caltech

La découverte a été faite grâce à l’instrument KELT-North du dispositif KELT (Kilodegree Extremely Little Telescope) situé à l’Observatoire de Wiener en Arizona. L’instrument est constitué d’un téléobjectif grand champ monté sur une carte CCD. L’étoile KELT-9 est située dans la constellation du Cygne.

La recherche d’une sœur jumelle de la Terre de doit pas nous faire oublier que l’Univers est peuplé d’astres et de planètes très diverses, allant du grain de poussière glacée aux trous noirs en passant d’étranges étoiles binaires et des planètes de diamant. Tout ces astres se sont formés dans le même Univers et répondent aux mêmes lois physiques. La recherche de nos origines passe aussi par l’étude d’astres exotiques permettant de tester nos hypothèses dans des conditions extrêmes.

Référence:

  1. A giant planet undergoing extreme-ultraviolet irradiation by its hot massive-star host (B. Scott Gaudi et al. 2016)

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