Des petites planètes en orbite autour d’étoiles naines rouges ont été détectées

Une équipe internationale, qui implique des laboratoires CNRS-INSU, a mené une étude ayant permis la découverte et la caractérisation d’une nouvelle planète baptisée TOI-1695b. À peine deux fois plus grosse et six fois plus massive que la Terre, et un peu moins grosse que Neptune (d’où sa désignation de sous-Neptune), elle fait le tour de son étoile naine rouge en seulement trois jours. Son atmosphère contient très probablement de grandes quantités d’hydrogène, d’hélium et de vapeur d’eau. Cette découverte va notamment aider les chercheurs à mieux comprendre comment de telles planètes, absentes de notre système solaire, peuvent devenir au cours de leur formation, des planètes gazeuses pour certaines, ou des planètes rocheuses pour d’autres, malgré des masses initialement similaires.

La découverte et la caractérisation de TOI-1695b ont été rendues possible grâce à deux instruments, le spectropolarimètre SPIRou et le satellite TESS. SPIRou a la particularité d’observer dans l’infrarouge, ce qui permet la recherche de planètes autour d’étoiles plus petites : les naines rouges1 , les plus nombreuses dans notre galaxie. L’extrême stabilité de SPIRou permet en particulier de détecter les minuscules mouvements de l’étoile induits par les planètes en orbite, et d’en déduire la masse de ces planètes : un tour de force pour cet instrument cryogénique refroidi à la température de l’azote liquide (-200°C). 

Il y a quelques semaines, l’équipe avait annoncé la découverte et la caractérisation de la sous-Neptune TOI-1759b et de la super-Terre TOI-1452b, également en orbite autour d’étoiles naines rouges. La taille de ces nouvelles planètes est comprise entre 1,7 et 3,1 fois celle de la Terre, et leurs masses entre 5 et 7 fois celle de la Terre. Il s’agit donc de planètes intermédiaires entre la Terre et Neptune, mais beaucoup plus proches de leurs étoiles hôtes. Ces découvertes confirment que de telles planètes, bien qu’inexistantes dans le Système solaire, sont très abondantes dans notre galaxie. 

Notes

1. Température comprise entre 2500 et 4000°C, alors que le Soleil est à 5500°C.

Laboratoires CNRS impliqués

• Institut de Recherche en Astrophysique et planétologie (IRAP – OMP) – Tutelles : CNRS / CNES / Univ.Toulouse III Paul Sabatier

• Institut d’astrophysique de Paris (IAP) – Tutelles : CNRS / Sorbonne Université

• Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA –Obs Paris) – Tutelles : CNRS / Obs Paris / Sorbonne Université / Université Paris Cité

• Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble ( IPAG – OSUG) – Tutelles : CNRS / UGA

• Laboratoire d’astrophysique de Marseille (LAM – OSU Pythéas) – Tutelles : CNRS / CNES / AMU

Ressources complémentaires

• Publications scientifiques
  • A sub-Neptune planet around TOI-1695 discovered and characterized with SPIRou and TESS, par Kiefer, Hébrard, Martioli, Artigau, Doyon, Donati, Cadieux, Carmona, Ciardi, Cristofari et al. 2022 (A&A, in press, arXiv:2211.06205) ; 
  • TOI-1452b: SPIRou and TESS Reveal a Super-Earth in a Temperate Orbit Transiting an M4 Dwarf, par Cadieux, Doyon, Plotnykov, Hébrard, Jahandar, Artigau, Valencia, Cook, Martioli, Vandal et al. 2022 (AJ 164, 96) ;
  • TOI-1759b: A transiting sub-Neptune around a low mass star characterized with SPIRou and TESS, par Martioli, Hébrard, Fouqué, Artigau, Donati, Cadieux, Bellotti, Lecavelier des Étangs, Doyon, do Nascimento et al. 2022 (A&A 660, A86)
• Plus d’informations sur SPIRou et TESS 
  • http://www.iap.fr/users/hebrard/spirou et https://spirou.omp.eu
  • SPIRou a été développé, assemblé et testé par les équipes françaises, puis installé en 2019 au Télescope Canada-France-Hawaii sur la Grande île d’Hawaii. Le satellite observatoire TESS de la NASA a été lancé à la même époque. 

Contact IRAP

• Jean-François Donati, Jean-Francois.Donati@irap.omp.eu