Imaginez un monde aussi vaste que Jupiter, mais si léger qu'il ressemble à une énorme boule de sucre filé. Au cœur de la constellation du Poisson volant, les scientifiques ont découvert exactement cela. Deux planètes massives mais incroyablement légères tournent autour d'une étoile située à 1 110 années-lumière de la Terre. Ces corps célestes, nommés TOI-791 b et TOI-791 c, remettent en question notre compréhension de la formation des planètes géantes.
La composition de ces mondes est difficile à imaginer. Les deux planètes ont à peu près la taille de Jupiter, mais contiennent une fraction de sa masse. La planète intérieure, TOI-791 b, ne représente que 3 % de la masse de Jupiter, tandis que sa voisine, TOI-791 c, en contient environ 5,9 %. Leur densité est donc étonnamment faible.
Une barbe à papa typique a une densité d'environ 0,05 gramme par centimètre cube. Ces nouvelles planètes sont moins denses que cette friandise. La planète intérieure a une densité de 0,038 g/cm³, et l'autre de 0,047 g/cm³. Pour comparer, Jupiter est 28 à 35 fois plus dense que ces étranges nouveaux mondes.
George Dransfield, physicienne à l'Université d'Oxford et chef de l'étude, a fait une comparaison frappante : "Ces deux planètes ont des densités comparables à celles d'une bonne mousse à raser, fraîchement sortie de la bombe".
Trouver de tels objets est très inhabituel. Sur près de 6 300 exoplanètes confirmées, moins de 40 sont des "super-puff", comme les appellent les scientifiques. En trouver deux autour de la même étoile est encore plus extraordinaire. Seulement quatre autres systèmes stellaires connus abritent plusieurs planètes de ce type.
La confirmation de ces géantes gazeuses a été un effort collaboratif majeur, débutant avec des citoyens. En 2019 et 2023, des bénévoles du projet Planet Hunters TESS ont remarqué des anomalies dans les données satellitaires. Cette initiative de science participative permet au public de chercher des planètes en observant de légères baisses de luminosité d'une étoile.
Après ces premières observations, des astronomes professionnels ont passé des années à recueillir des preuves supplémentaires. Le satellite TESS de la NASA a collecté des données pendant 1 122 jours sur sept ans. La découverte a aussi nécessité des observations terrestres, notamment avec le télescope ASTEP situé à la station Concordia en Antarctique. Les données combinées de l'espace et du continent glacé ont finalement confirmé l'existence des deux planètes.
Les planètes orbitent autour de leur étoile de manière synchronisée. La planète intérieure met 139 jours pour faire un tour, et l'extérieure 232 jours. Cela crée une relation mathématique spécifique : pour cinq révolutions de la planète intérieure, l'extérieure en complète exactement trois.
En voyageant, leur gravité s'influence mutuellement. Cette attraction cause de légers retards ou avances dans leurs orbites. En mesurant ces infimes décalages temporels, les chercheurs ont pu calculer la masse exacte de chaque planète et confirmer leur nature légère. Lorsque ces planètes passent devant leur étoile, elles bloquent sa lumière pendant plus de 11 heures, ce qui représente l'un des transits planétaires les plus longs jamais enregistrés.
La découverte, publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, soulève de nombreuses questions. On pense que les planètes sont principalement composées d'hydrogène et d'hélium, formées à partir d'un nuage de gaz et de poussière commun. Cependant, leur existence défie les modèles actuels de création planétaire.
Jon Jenkins, responsable scientifique au centre de recherche Ames de la NASA, a déclaré : "Elles représentent un puzzle pour comprendre comment se forment les planètes géantes comme Jupiter et les super-puff". Pour résoudre ce mystère, les chercheurs prévoient d'utiliser le télescope spatial James Webb de la NASA pour examiner les éléments chimiques cachés dans ces gigantesques nuages de gaz flottants.