Lorsqu’un nuage de gaz et de poussières s’effondre sur lui-même sous l’effet de la gravité, il donne naissance à une étoile entourée d’un disque en rotation. C’est en son sein que finissent par se former les planètes par accrétion de matière, qui perpétuent ce mouvement rotatif. En conséquence, elles orbitent dans le même sens que leur étoile tourne sur elle-même, comme les huit planètes de notre Système solaire. S’il existe, dans certains autres systèmes stellaires, d’importants écarts entre les plans orbitaux et l’équateur de leur étoile (une mesure appelée Psi) ce n’est pas le cas du nôtre. Par exemple, dans le cas de la Terre, il n’est que de 7 degrés par rapport au Soleil, une inclinaison à peine perceptible.
GJ 3090 b, une exoplanète située à environ 73 années-lumière de nous, accuse un décalage de 136 degrés : elle orbite littéralement à contresens de sa naine rouge, un cas de figure si rare que seuls cinq autres systèmes multiplanétaires connus présentent un désalignement supérieur à 70 degrés.
Mais pour chacun d’entre eux, un objet massif (géante gazeuse, naine brune ou une étoile compagnon, entre autres) peut expliquer ce phénomène ; dans le cas de GJ 3090 b, rien d’apparent ne vient justifier ce décalage. Une étude vient d’être consacrée à ce sujet, menée par une équipe internationale dirigée depuis l’Université de Genève et publiée le 21 septembre dans la revue Astronomy & Astrophysics.
GJ 3090 b : la rebelle orbitale
GJ 3090 b a été détectée pour la première fois il y a quatre ans, mais c’est grâce au spectrographe NIRPS (un instrument infrarouge installé à l’observatoire de La Silla, au Chili) que Yann Carteret, doctorant au département d’astronomie de l’Université de Genève et auteur principal de l’étude, a pu mesurer son angle de 136 degrés. « Nos résultats font de GJ 3090 b la première planète sur une orbite rétrograde découverte autour d’une naine rouge, et le premier système multiplanétaire fortement désaligné confirmé sans compagnon massif connu », expliquent-ils dans leur article.
Pourtant, les naines rouges sont parmi les étoiles les plus répandues de la Voie lactée : elles en constitueraient entre 75 et 80 % de la population stellaire totale, ce qui en fait, de très loin, la catégorie dominante de notre galaxie. Or, la quasi-totalité des mesures d’obliquité orbitale (l’angle Psi dont il est question ici) a été réalisée autour d’étoiles de type solaire ou plus massives, bien plus lumineuses et donc plus faciles à observer avec les spectrographes traditionnels travaillant dans le domaine visible.
Les naines rouges, elles, émettent l’essentiel de leur rayonnement dans l’infrarouge, un domaine spectral où les instruments capables d’atteindre la précision nécessaire à ce type de mesure ne sont opérationnels que depuis peu. Il est donc probable que notre compréhension des systèmes planétaires soit bâtie sur un échantillon fortement biaisé en faveur d’étoiles qui ne représentent, finalement, qu’une minorité de la population galactique : GJ 3090 b en est la preuve.
Comment les chercheurs expliquent-ils la particularité de cette exoplanète ? En réalité, ils n’ont pas encore tranché, bien qu’une hypothèse soit déjà sur la table. C’est notamment celle qu’avance Vincent Bourrier, co-auteur de l’étude et chercheur à l’Université de Genève : « […] l’étoile aurait pu accréter un second disque désaligné et rétrograde, au sein duquel les planètes du système se seraient ensuite formées. » Si cela se confirmait un jour, il faudrait donc que nos modèles de formation planétaire puissent intégrer ce nouveau facteur : certaines étoiles pourraient, bien après leur naissance, accréter un second disque de matière en provenance du milieu interstellaire, dont l’orientation n’a aucune raison de coïncider avec leur axe de rotation.
