Les théories actuelles de la formation planétaire reposent sur le modèle d’accrétion de cœur. Mais une planète géante récemment découverte bouleverse ce modèle : elle ne devrait tout simplement pas exister car trop grosse par rapport à son étoile.
Une équipe de chercheurs et d’astronomes se sont penchés sur GJ 3512, une étoile située à 31 année-lumière de nous, et plus particulièrement à GJ 3512b, une exoplanète géante orbitant autour d’elle.
Ils ont pour cela utilisé les données des observatoires de Calar Alto, Sierra Nevada et Montsec en Espagne, ainsi que celui de Las Cumbres en Californie. Leurs résultats, publiés dans la revue Science, remet en question le « modèle d’accrétion du noyau » (ou de cœur), actuellement utilisé pour expliquer la formation des planètes.
Deux théories pour expliquer la formation des planètes géantes
Le modèle d’accrétion du noyau explique comment des planétésimaux se forment à partir de l’accrétion locale de particules solides dans les disques protoplanétaires. Selon ce modèle théorique, également baptisé « modèle d’instabilité nucléée », il existe une relation entre la masse d’une étoile et la masse maximale que peut atteindre une planète qui orbite autour d’elle. Et c’est justement là que l’existence de GJ 3512b pose problème.
Avec une masse minimale de 0,46 fois celle de Jupiter, GJ 3512b est encore loin des records en la matière. Mais comparée à son étoile, une naine rouge de type M affichant une masse de seulement 0,12 M☉, elle est incomparablement plus massive.
Une nouvelle planète géante découverte, 3000 fois plus massive que la Terre
Notre soleil est par exemple 333 000 fois plus massif que le Terre, et 1047 fois plus que Jupiter. Mais la naine rouge autour de laquelle gravite GJ 3512b n’est de son côté que 250 plus massive que cette planète ! Le modèle d’accrétion du noyau suggère pourtant que de telles étoiles ne devraient avoir autour d’elles que des planètes de la taille de la Terre, ou des super-terres un peu plus massives.
Il y a donc clairement un problème, et comme GJ 3512b semble bel et bien exister, c’est le modèle d’accrétion du noyau qu’il faudrait revoir, au moins en partie. Mais l’existence de cette planète colle en revanche bien mieux avec le « modèle d’instabilité du disque », une autre théorie permettant d’expliquer la formation de planètes géantes.
Selon ce modèle alternatif, les planètes géantes se forment dans un disque protoplanétaire massif et sont le résultat d’instabilités conduisant à la fragmentation gravitationnelle de ce disque. GJ 3512b serait donc la première exoplanète à permettre de trancher véritablement entre ces deux théories, prouvant que le modèle d’instabilité gravitationnelle peut jouer un rôle dans la formation de planètes géantes.
