Il existe des systèmes dans lesquels les planètes ne sont pas alignées avec leur étoile. Dans ces systèmes « non-conformistes », la direction dans laquelle l'étoile tourne, et celle dans laquelle ses planètes sont en orbite autour d'elle, ne sont pas les mêmes.

La direction dans laquelle une étoile tourne, et celle dans laquelle ses planètes sont en orbite autour d’elle, ne sont pas toujours alignées. Comment expliquer l’existence de tels systèmes « non-conformistes » ? Une équipe de scientifiques s’est intéressée à ce phénomène dans The Astrophysical Journal Letters. Leur étude, publiée le 16 juillet 2021, a été repérée par le site spécialisé Sky & Telescope le 27 juillet.

« Un développement intéressant dans la science des exoplanètes a été de découvrir que le sens de rotation d’une étoile n’a pas forcément besoin d’être aligné avec le mouvement orbital de ses planètes », peut-on lire dans leurs travaux. Il faut savoir qu’une étoile et ses planètes se forment à partir d’un même nuage de gaz et de poussière en rotation. Dans cette configuration, on s’attend donc à ce que l’axe des orbites planétaires et l’axe de la rotation de l’étoile soient alignés. Pourtant, une petite population de systèmes « mal-alignés » a été observée. Les auteurs soulignent que « les orbites quasiment polaires » semblent courantes dans les observations et la littérature scientifique.

Vue d’artiste de WASP-79b, qui a une orbite polaire autour de son étoile. // Source : ESO/BAddison (image recadrée)

19 systèmes « mal alignés »

Afin d’étudier ces systèmes mal alignés, les scientifiques ont travaillé sur un ensemble de 57 étoiles, et leurs planètes. Ces systèmes-là ont été retenus, car les auteurs étaient en mesure d’identifier l’angle entre les axes de l’orbite des planètes et les axes de rotation des étoiles. Ils ont constaté que la plupart de ces systèmes étaient bien alignés, comme ils pouvaient s’y attendre. Néanmoins, ils ont repéré 19 systèmes mal alignés.

Et ils ont constaté que cela ne semblait pas aléatoire : pour presque tous ces désalignements, un angle proche de 90° a été identifié. Autrement dit, dans ces systèmes, la planète est en orbite autour des pôles de l’étoile. On pourrait aussi dire que son orbite est perpendiculaire à la direction dans laquelle l’étoile tourne sur elle-même.

Plusieurs mécanismes à l’œuvre ?

Pour expliquer cette situation, les auteurs proposent plusieurs hypothèses. Pour l’instant, il n’est possible que de théoriser ce qui se passe. Deux grands scénarios sont envisagés :

  • Des interactions dynamiques pourraient avoir lieu entre la planète et son étoile.
  • On pourrait aussi imaginer que l’interaction ait plutôt lieu entre la planète et un autre corps plus distant et invisible.

Peut-être est-ce encore plus complexe : les auteurs ne peuvent pas exclure que ces systèmes ont peut-être évolué ainsi du fait d’une combinaison de différents phénomènes. « Bien sûr, la nature n’est pas obligée d’utiliser un seul mécanisme pour incliner les orbites et les étoiles. Nous pourrions constater que les systèmes dans notre échantillon ont suivi des chemins différents jusqu’à leurs configurations presque perpendiculaires », écrivent les scientifiques dans leur conclusion.

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