Une petite planète vient de révéler une orbite presque à l’opposé de ce que son système aurait normalement dû produire.
GJ 3090 b tourne autour d’une naine rouge, une étoile plus petite et plus froide que le Soleil. Cette planète possède un rayon environ 2,2 fois plus grand que celui de la Terre et une masse environ 4,5 fois supérieure. Elle boucle une orbite complète en seulement 2,9 jours.
Vue d’artiste d’une exoplanète suivant une orbite rétrograde autour de son étoile.
Crédit : ESO/L. Calçada.
Lorsqu’une étoile et ses planètes naissent dans le même disque de gaz et de poussières, elles tournent normalement dans le même sens. GJ 3090 b fait presque l’inverse. Son orbite est fortement inclinée par rapport à la rotation de son étoile et se déroule dans le sens opposé : elle est dite rétrograde.
Pour mesurer cette orientation, les chercheurs ont observé plusieurs passages de la planète devant son étoile. Ils ont principalement utilisé NIRPS, un instrument installé sur le télescope de 3,6 m de l’Observatoire de La Silla, au Chili. Six transits ont été suivis, dont plusieurs ont également été observés avec l’instrument HARPS.
La mesure de la rotation de l’étoile se base sur le décalage de sa lumière émise. Une partie de sa surface se rapproche de nous, ce qui décale légèrement la lumière reçue vers le bleu, pendant que l’autre s’éloigne, avec un décalage vers le rouge. Lorsque la planète passe devant, elle cache successivement de petites zones dont la lumière porte cette information. L’ordre de ces occultations permet de reconstruire le sens de son déplacement.
Les chercheurs obtiennent un angle d’environ 136° entre l’orbite de la planète et l’axe de rotation de l’étoile. Au-delà de 90°, une orbite est rétrograde. GJ 3090 b devient ainsi la première planète connue suivant une telle trajectoire autour d’une naine rouge.
Une explication habituelle serait l’action gravitationnelle d’un gros compagnon. Une autre planète massive ou une seconde étoile peut progressivement incliner une orbite. Pourtant, les recherches menées avec plusieurs méthodes n’ont révélé aucun objet assez massif et assez éloigné pour expliquer facilement la configuration observée.
Une autre piste remonte donc à la naissance du système. L’étoile aurait pu recevoir tardivement du gaz arrivant avec une orientation différente. Un second disque de matière aurait alors pu se former de travers, voire à rebours de la rotation stellaire. Les planètes seraient ensuite nées dans ce disque avant de migrer vers l’intérieur.
Le système contient au moins une autre planète confirmée, ce qui permettra de tester ces hypothèses. En mesurant l’orientation des autres orbites, les chercheurs pourront vérifier si tout le système partage le même basculement ou si GJ 3090 b a connu une évolution particulière.
