Deux astronomes britanniques ont montré que certaines planètes géantes en orbite loin de leurs étoiles hôtes avaient probablement été capturées à partir des systèmes planétaires d'autres étoiles. À l'aide de simulations informatiques, Richard Parker et Emma Daffern-Powell de l'Université de Sheffield ont montré que les planètes géantes récemment découvertes par la mission BEAST – et surnommées « BEASTies » – ont probablement été éjectées de leur système d'origine peu de temps après leur formation, puis capturées par d'autres étoiles.
Les systèmes planétaires découverts jusqu'à présent par les astronomes présentent une diversité remarquable. Dans des systèmes comme TRAPPIST-1, plusieurs petites planètes rocheuses peuvent être étroitement regroupées sur des orbites proches de leurs étoiles hôtes. En revanche, des planètes de la taille de Jupiter ont été découvertes sur des orbites situées à des centaines d'unités astronomiques (au, la distance entre la Terre et le Soleil) de leurs hôtes, ce qui remet souvent en question les idées préconçues des astronomes sur la formation des systèmes planétaires.
En 2021, la B-star Exoplanet Abundance Study (BEAST) a découvert deux planètes de la taille de Jupiter en orbite autour d’étoiles de type OB. Ce sont des étoiles chaudes dont la masse est au moins 2.4 fois supérieure à celle du Soleil. Les théories actuelles suggèrent que le rayonnement intense émis par les étoiles de type OB aurait dû évaporer les disques de matériau formant des planètes qui les entouraient à l’origine, empêchant ainsi la formation de planètes. Ajoutant au mystère de leur existence, l'une des BEASTies orbite autour de son hôte à une distance de 556 ua, soit bien plus de 10 fois la distance entre Pluton et le Soleil.
Aujourd'hui, Parker et Daffern-Powell ont développé une explication de la formation des BEASTies. Comme suggéré dans des études précédentes, il devrait être possible d’échanger des planètes entre systèmes planétaires. Cela pourrait se produire après qu’une planète soit éjectée d’une manière ou d’une autre de son étoile hôte d’origine et capturée par une autre étoile alors qu’elle erre dans l’espace interstellaire. Une autre possibilité est qu'une planète soit volée lorsque deux étoiles se rapprochent.
Régions peu peuplées
Ces scénarios semblent à première vue très improbables, notamment parce que les étoiles OB ont tendance à exister dans des régions moins peuplées de la galaxie. Cependant, certains astronomes pensent que les étoiles OB pourraient s'être formées dans des pépinières présentant des densités stellaires beaucoup plus élevées. Cela a été suivi par une période pendant laquelle les étoiles se sont éloignées rapidement. Dans un tel scénario, les échanges de planètes entre étoiles auraient pu se produire beaucoup plus facilement au sein de ces régions denses.
Le métal liquide, le rubis et le saphir pourraient pleuvoir sur une énorme exoplanète
Pour explorer cette idée, le duo de Sheffield a réalisé des simulations informatiques de pépinières stellaires afin d'estimer la facilité avec laquelle ces braquages planétaires pourraient se produire. Leurs résultats ont montré qu’en moyenne, une capture s’est produite une fois au cours des 10 premiers millions d’années de l’évolution d’une région dense de formation d’étoiles. Les simulations suggèrent également que les BEASTies étaient plus susceptibles d’avoir été capturées en tant que planètes flottantes que volées directement, compte tenu de la forme et de la taille de leurs orbites.
Cette découverte renforce l’idée selon laquelle les planètes en orbite à des distances supérieures à 100 ua de leurs étoiles hôtes n’occupent plus les systèmes dans lesquels elles se sont formées à l’origine. Les résultats du duo offrent des orientations importantes pour les futures observations de la mission BEAST et aident à mieux expliquer l'immense diversité des systèmes planétaires que nous observons aujourd'hui.
La recherche est décrite dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
