Découverte de planètes qui ont réussi à se former dans un amas d’étoiles

Toutes les étoiles commencent leur vie en groupe. La plupart des étoiles, dont notre Soleil, sont nées dans de petits groupes qui se sont rapidement séparés/ désintégrés. D’autres forment d’énormes et denses essaims qui survivent depuis des milliards d’années en tant qu’amas stellaires. Dans ces grappes denses et riches, les étoiles se bousculent pour se faire une place entre des milliers de voisines alors que de puissantes radiations et de forts vents stellaires récurent l’espace interstellaire, décapant sur leur passage la matière des étoiles qui servira à la formation de future planète.

Image d’entête, représentation artistique de l’amas d’étoiles NGC 6811, dans lequel ont été trouvé deux nouvelles planètes (Michael Bachofner).

Ces zones de l’espace semblent donc improbables pour trouver des mondes extraterrestres. Pourtant, à 3 000 années-lumière de la Terre, dans l’amas d’étoiles NGC 6811, les astronomes ont découvert deux planètes plus petites que Neptune orbitant autour d’étoiles semblables au Soleil. La découverte démontre que les planètes peuvent se développer même dans des amas d’étoiles pleins à craquer.

Un exemple avec la multitude de jeunes étoiles composants le double amas de Persée : 

Selon l’auteur principal Soren Meibom du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA – Cambridge, Massachusetts) :

Les vieux amas représentent un environnement stellaire très différent du lieu de naissance du Soleil et d’autres étoiles accueillant des planètes. Nous avons pensé que les planètes ne pouvaient pas facilement se former et survivre dans les environnements stressants d’amas denses, en partie parce que pendant longtemps nous n’avons pas pu les trouver.

Les deux nouveaux mondes extraterrestres apparaissent dans les données du télescope spatial Kepler de la NASA. La sonde traque les planètes qui transitent ou passent devant, leur étoile hôte. Au cours d’un transit, l’étoile s’obscurcit plus ou moins en fonction de la taille de la planète, permettant ainsi d’être (la taille) déterminée. Kepler-66b et Kepler-67b sont situés à moins de trois fois la taille de la Terre, soit environ les trois quarts de la taille de Neptune (mini-Neptunes).

Parmi plus de 850 planètes connues désormais au-delà de notre système solaire, seulement quatre, toutes semblables ou supérieurs en masse à Jupiter, ont été trouvés dans des amas. Kepler-66b et 67b-sont les plus petites planètes que l’on trouve dans un amas d’étoiles et les premières planètes d’amas perçus en transit autour de leur étoile hôte, ce qui permet d’évaluer leur taille.

Meibom et ses collègues ont estimé l’âge de NGC 6811 à un milliard d’années. Kepler-66b et Kepler-67b se joignent donc un petit groupe de planètes avec des âges, des distances et des tailles déterminés avec précision.

Vu le nombre d’étoiles observées par Kepler dans NGC 6811, la détection de deux de ces planètes implique que leur fréquence et leurs propriétés dans des amas ouverts sont cohérentes avec celles de planètes autour d’étoiles qui ne sont pas au sein d’un groupe d’étoile dans la Voie lactée.

Pour Meibom :

Ces planètes sont des extrémophiles cosmiques. Les données montrent que les petites planètes peuvent se former et survivre pendant au moins un milliard d’années, même dans un environnement chaotique et hostile.

L’étude publiée sur Nature : The same frequency of planets inside and outside open clusters of stars.