Cela fait une trentaine d'années que les astronomes cherchent des exoplanètes au-delà du système solaire. Quelle taille peuvent-elles atteindre et quelle est la plus grande découverte à ce jour ?
Avant 1992, date de la découverte de la première exoplanète (Jupiter), qui fait environ 11 fois la taille de la Terre, celle-ci détenait le titre de plus grosse planète connue. Toutefois, elle n'est rien comparée à certaines des monstruosités découvertes par la suite, comme le souligne Live Science. Pour déterminer la taille d'une planète, il faut tenir compte de deux éléments : sa largeur (deux fois son rayon) et sa masse.
La géante gazeuse HAT-P-67 b, dont le rayon est environ deux fois plus grand que celui de Jupiter, fait actuellement partie des plus grandes planètes connues en termes de largeur.
Si l'on considère la première, les plus grandes exoplanètes ont un rayon planétaire d'environ deux fois le rayon de Jupiter. Il s'agit d'objets extrêmes qui orbitent très près de leur étoile hôte. La largeur d'une planète et sa masse sont liées, mais il n'y a pas toujours de corrélation directe entre les deux. En effet, la densité des planètes varie, ce qui signifie que certaines géantes gazeuses de faible masse peuvent atteindre des tailles plus importantes que d'autres exoplanètes plus lourdes.
Par exemple, la géante gazeuse HAT-P-67 b, dont le rayon est environ deux fois plus grand que celui de Jupiter, fait actuellement partie des plus grandes planètes connues en termes de largeur. Cependant, cette exoplanète, qui se trouve à 1 200 années-lumière de la Terre, a une densité très faible, ce qui fait qu'elle ne pèse qu'un tiers de la masse de Jupiter.
La plupart des planètes rocheuses situées ailleurs n'atteignent jamais la taille d'un “super-Jupiter”.
WASP-17 b est également deux fois plus large que Jupiter. La plupart des autres planètes rocheuses n'atteignent jamais la taille des “super-Jupiters” mentionnés ci-dessus. Les plus grosses planètes rocheuses, appelées “super-Terres”, sont environ deux fois plus larges que la Terre. À titre de comparaison, WASP-17b a un rayon équivalent à 22 fois celui de la Terre.
Bien que les planètes rocheuses soient plus denses que les géantes gazeuses, elles ne sont pas aussi lourdes que ces dernières. En effet, au fur et à mesure de leur croissance, les planètes rocheuses accumulent du gaz, de la glace et de l'eau qui les transforment progressivement en géantes gazeuses au centre rocheux. Les planètes les plus massives ont une masse environ 13 fois supérieure à celle de Jupiter. C'est le cas de la géante gazeuse HD 39091 b, qui se trouve à 60 années-lumière de la Terre et dont la masse est environ 12,3 fois celle de Jupiter.
Quelle peut être la taille d'une planète ?
Nous ne nous attendons pas à découvrir des planètes beaucoup plus grandes que ces super-Jupiters, car une planète devient une “naine brune” lorsqu'elle atteint une certaine taille et une certaine masse. Les naines brunes sont souvent appelées “étoiles ratées” parce qu'elles sont plus lourdes que les super-Jupiters, mais pas assez massives pour déclencher la fusion ordinaire de l'hydrogène en leur cœur. Mais quelque chose brûle encore au cœur des naines brunes.
La ligne de démarcation entre les planètes et les naines brunes a été définie dans les années 1990.
La principale différence entre les naines brunes et les planètes est leur masse et la combustion du deutérium (hydrogène lourd). Plus la masse est importante, plus la pression interne et la température de l'objet seront suffisamment élevées pour brûler la majeure partie du deutérium initialement présent. La ligne de démarcation entre les planètes et les naines brunes a été définie dans les années 1990, les naines brunes étant classées comme des objets ayant brûlé 50 % ou plus de leur deutérium initial. On estime que cette limite supérieure se situe à 14 fois la masse de Jupiter, ce qui signifie qu'il ne devrait pas y avoir de planètes au-delà de cette limite.
Certaines planètes, comme HD 39091 b et HD 106906 b, ont une masse d'environ 13 masses de Jupiter, à l'intérieur de l'incertitude de mesure, et sont sans doute les plus grosses planètes connues. La naine brune la plus massive découverte à ce jour est SDSS J0104+1535, située à 750 années-lumière de la Terre, à la limite de la Voie lactée. Elle est 90 fois plus massive que Jupiter, mais son rayon est compris entre 0,7 et 1,4 fois celui de Jupiter. En fait, la naine brune la plus massive pourrait être plus petite que la plus grande planète de notre système solaire.
Cela fait une trentaine d'années que les astronomes regardent au-delà du système solaire pour trouver ce qu'on appelle des exoplanètes. Elles ont toujours existé, mais ce n'est qu'à ce moment-là qu'elles ont pu être découvertes. Quelle taille peuvent-elles atteindre et quelle est la plus grande découverte à ce jour ?
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