Nouvelles découvertes pour le télescope européen Gaia : Super-Jupiter et naine brune autour d’étoiles légères

Des scientifiques ont récemment découvert une exoplanète massive (Gaia-4b) et une naine brune (Gaia-5b) orbitant autour d’étoiles de faible masse. C’est la première fois qu’une planète est découverte grâce à la capacité du télescope spatial européen Gaia à détecter l’oscillation gravitationnelle qu’une planète induit sur une étoile.

Gaia-4b est environ 12 fois plus massive que Jupiter, orbitant autour de Gaia-4, une étoile « banale » située à environ 244 années-lumière, avec une période orbitale de 570 jours. Cette découverte est importante car Gaia-4b est l’une des planètes les plus massives connues en orbite autour d’une étoile de faible masse, ce qui est considéré comme rare.

Gaia-5b a une masse d’environ 21 fois celle de Jupiter, tournant autour de Gaia-5, à environ 134 années-lumière de la Terre. Gaia-5 b est une naine brune, plus massive qu’une planète mais trop légère pour entretenir la fusion nucléaire pour être une étoile, selon Guðmundur Stefánsson de l’Université d’Amsterdam (Pays-Bas), l’un des auteurs de la publication scientifique.

Grâce aux mesures astrométriques de GAIA très précises, c’est-à-dire la position, la distance et le mouvement d’étoiles, et aux mesures de vitesses radiales (RV), il est possible de détecter des planètes dans d’autres systèmes solaires, ou exoplanètes. Les méthodes astrométriques et de vitesse radiale mesurent différents aspects du mouvement d’une étoile autour du centre de masse d’un système planétaire. L’astrométrie mesure la position angulaire de l’étoile sur le plan du ciel, tandis que les RV mesurent les variations de vitesse d’une étoile le long de la ligne de visée, causées par la présence d’une planète en orbite. Ces variations se manifestent par de petits décalages dans le spectre lumineux de l’étoile (Décalage vers le bleu : l’étoile se rapproche de nous ; Décalage vers le rouge : l’étoile s’éloigne de nous). La méthode astrométrique permet aussi de déterminer presque tous les paramètres orbitaux de la planète tout en caractérisant sa masse.

Cette découverte met en évidence la capacité de Gaia à détecter des planètes et des compagnons substellaires (planètes d’une masse inférieures à 13 Jupiter, naines brunes ou certains résidus d’étoiles de faible masse) autour des étoiles proches dans notre Voie Lactée. Ces découvertes remettent en question les théories actuelles sur la formation des planètes. Les naines brunes possèdent des disques circumstellaires, similaires à ceux des étoiles, qui sont des sites potentiels de formation planétaire.

Lorsque le prochain lot de données Gaia sera publié en 2026 (Gaia DR4), il contiendra 5,5 ans de données de mission qui pourraient permettre la découverte des centaines, voire des milliers, de planètes et de naines brunes autour d’étoiles proches.

Alors que la mission Gaia a cessé ses opérations scientifiques le 15 janvier, les données du télescope vont permettre de nombreuses autres découvertes dans les années à venir. Hâte de vous en relater certaines dans d’autres articles !

Sources : site ESA et la publication scientifique

Image couverte : Gaia-5 autour de Gaia-5 (crédit ESA/Gaia/DPAC/M. Marcussen)