L’exoplanète 8 Ursae Minoris b ne devrait pas exister. Elle orbite autour de son étoile hôte à seulement la moitié de la distance Terre-Soleil, et selon toutes les indications, l’étoile aurait dû traverser une phase dans laquelle elle s’est suffisamment gonflée pour engloutir toute cette orbite, puis quelques-unes. Pourtant 8 Ursae Minoris b semble bien exister.
Il y a une poignée d’explications potentielles, aucune d’entre elles n’est particulièrement probable. Les personnes qui ont découvert la planète suggèrent qu’elle a survécu parce que son étoile hôte a été distraite en avalant une naine blanche à la place.
Grand et chaud
8 Ursae Minoris b a été découverte à l’aide de la méthode de la vitesse radiale, qui surveille les changements de lumière d’une étoile qui se produisent lorsque les planètes tirent l’étoile d’avant en arrière pendant leur orbite. Ce tiraillement crée un décalage vers le bleu dans la lumière lorsque la planète tire l’étoile en direction de la Terre et un décalage vers le rouge lorsque l’étoile est éloignée de la Terre.
Mais il est peu probable que la planète tire l’étoile directement vers la Terre, nous avons donc tendance à ne mesurer que la composante du mouvement de l’étoile qui se trouve dans notre direction. Nous verrions le même mouvement apparent de l’étoile si l’orbite d’une planète légère était orientée directement vers la Terre ou une planète très lourde avec une orbite relativement asymétrique. Au mieux, les mesures de vitesse radiale nous donnent une estimation de la masse minimale de la planète ; il pourrait potentiellement être plus grand.
Nous savons donc qu’au minimum, 8 Ursae Minoris b est une grosse planète, à plus de 1,6 fois la masse de Jupiter. Il réside également à proximité de son étoile hôte, effectuant une orbite complète en seulement 93 jours. Cela le place à une demi-unité astronomique (UA, la distance typique entre la Terre et le Soleil) de son étoile.
Les observations suggèrent également un deuxième corps en orbite autour de l’étoile à au moins cinq UA. Les preuves à cet égard sont faibles compte tenu des données actuelles, mais elles pourraient jouer un rôle important dans la formation du système.
En soi, il n’y a rien de particulièrement inhabituel dans le système exosolaire des 8 Ursae Minoris. Là où les choses deviennent bizarres, c’est quand on considère l’étoile au centre du système.
Cela ne s’additionne pas
Les observations suggèrent que 8 Ursae Minoris, l’étoile, a environ 1,5 fois la masse du Soleil, mais est maintenant beaucoup plus âgée. Il semble avoir déjà traversé la période où il a commencé à manquer d’hydrogène et s’est gonflé alors qu’une atmosphère ténue brûlant de l’hydrogène entourait un noyau toujours plus riche en hélium. Finalement, 8 Ursae Minoris est passée à l’hélium brûlant et existe maintenant sous la forme d’une étoile plus chaude et plus compacte alimentée par la fusion de l’hélium.
Et ça veut dire qu’il y a un problème. Sur la base de la masse de l’étoile, elle aurait dû croître jusqu’à ce que ses bords extérieurs s’étendent à 0,7 UA. La planète orbite à 0,5 UA, ce qui signifie qu’elle aurait dû se retrouver à l’intérieur de l’enveloppe de l’étoile. Et pour autant que nous puissions en juger, les planètes ne peuvent pas survivre à cela. Les calculs montrent qu’ils perdront rapidement leur vitesse orbitale à cause du frottement et tourneront rapidement vers le noyau de l’étoile. Les observations n’ont pas montré de planètes en orbite à proximité d’une étoile d’âge et de taille similaires à 8 Ursae Minoris, ce qui suggère que ces calculs sont exacts.
La planète ne devrait donc pas être là. Pourquoi est-ce?