Un étrange monde extraterrestre avec trois soleils dans son ciel vient d’être découvert, mais il n’a battu aucun record.

Il y a une poignée d’autres exoplanètes connues avec trois étoiles hôtes, et pas mal d’autres avec deux soleils. (Ce dernier groupe est parfois surnommé planètes « Tatooine », d’après le monde natal de Luke Skywalker dans les films « Star Wars ».)

Où s’arrête toute cette folie multistar ? Est-il possible que les planètes extraterrestres aient quatre, cinq, six ou même plus de soleils?

« Tout dépend de la hiérarchie », a déclaré Kaitlin Kratter, astrophysicienne informatique à l’Université d’Arizona, qui faisait partie de l’équipe qui a découvert la nouvelle planète à trois soleil, appelée HD 131399Ab.

De tels mondes peuvent être tiraillés ici et là par une foule d’interactions gravitationnelles différentes.

« Il devient plus compliqué de tout garder ensemble », a déclaré Thomas Beatty, chercheur postdoctoral en astronomie à l’Université d’État de Pennsylvanie. « Faire fonctionner ces orbites, c’est comme essayer d’équilibrer quelque chose sur un pôle. Tu dois le garder ensemble. C’est un équilibre entre la gravité de l’étoile et tout ce qui est en orbite et essaie de décoller, et avoir une troisième étoile dans le système qui tire dans cet équilibre et pousse sur le pôle. »

Ce qui permet à HD 131399Ab de résister à un tel chaos, a déclaré Kratter, c’est son emplacement. La planète orbite à environ 80 unités astronomiques (UA) de son étoile mère « principale » et à 300 UA des deux autres étoiles du système, qui sont composées d’une paire binaire. (Une UA est la distance moyenne de la Terre au soleil — environ 93 millions de miles, soit 150 millions de kilomètres.)

D’autres planètes connues à trois soleils se trouvent également loin des étoiles binaires du système. Par exemple, un monde appelé KELT-4Ab est si proche de son étoile primaire qu’une orbite ne prend que trois jours terrestres. Mais la planète est à 330 UA des étoiles binaires — environ huit fois la distance moyenne entre Pluton et le soleil dans notre propre système solaire.

 » Ces découvertes ne sont pas vraiment surprenantes. Tant que les étoiles restantes du système seront suffisamment éloignées pour ne pas perturber gravitationnellement l’orbite d’une planète de manière significative (ou perturber un disque protoplanétaire plus tôt dans l’évolution), de telles planètes se formeront et survivront « , a déclaré Maciej Konacki, un astronome polonais qui a signalé en 2005 une possible planète à trois étoiles appelée HD 188753 Ab. (Ce monde n’est pas apparu dans une étude de suivi par une autre équipe en 2007, conduisant certains astronomes à conclure qu’il n’existe probablement pas.)

« HD 131399 est proche de la limite où l’influence des compagnons stellaires serait suffisante pour déstabiliser l’orbite de la planète », a ajouté Konacki dans un courriel à Space.com .  » Une planète comme celle-ci pourrait ensuite être éjectée du système et se retrouver en tant que planète flottante. Ces systèmes stellaires triples (ou multiples) pourraient être l’une des sources naturelles de planètes flottantes. »

Histoire de formation étrange

Une question clé à considérer est de savoir comment les planètes multisun se coincent dans leurs orbites en premier lieu, disent les chercheurs.

Les réponses sont rarement simples, comme le montre le cas de HD 131399Ab. La planète est énorme, au moins quatre fois la taille de Jupiter. On ne sait pas s’il y aurait assez de gaz pour former un monde aussi géant à 80 UA de l’étoile principale du système. En outre, le rayonnement de la paire binaire aurait soufflé une grande partie de ce matériau dans l’espace, rendant le processus d’accrétion encore plus difficile, ont déclaré les chercheurs.

Une autre possibilité est que la planète se soit formée indépendamment dans le grand nuage moléculaire qui a donné naissance aux trois étoiles, plutôt qu’à partir du disque de matériau restant entourant l’étoile principale.

« Dans ce cas, nous penserions le système plus comme un système à quatre étoiles, où l’un des objets se trouve avoir très peu de masse », a déclaré Kratter. « Faire un objet si petit serait très rare, cependant. »

La théorie finale est que la planète s’est formée très près de son étoile parente, avec une ou deux planètes compagnes. Au fil du temps, les orbites des planètes se seraient tirées l’une sur l’autre, et finalement de telles interactions ont démarré HD 131399Ab à son emplacement actuel.

Quant à l’autre ou aux autres planètes de ce dernier scénario — si elles étaient assez proches de l’étoile parente, elles pourraient toujours s’y cacher dans son éclat, a déclaré Kratter. Et les orbites de ce système peuvent encore évoluer, étant donné qu’il est si jeune (environ 16 millions d’années; notre propre système solaire, à titre de comparaison, a environ 4,6 milliards d’années).

Les planètes peuvent également être poussées par des remorqueurs gravitationnels des étoiles de leur système, a déclaré Beatty, le deuxième auteur de l’article annonçant KELT-4Ab. La plupart des systèmes avec des planètes « Jupiter chaudes » en orbite rapprochée ont deux ou trois étoiles en eux, a-t-il noté; les Jupiters chauds peuvent donc se former plus loin dans le système, puis être entraînés vers l’intérieur par la gravité de ces étoiles.

Des milliers d’années-lumière

Selon l’emplacement d’une étoile dans la Voie lactée, elle peut être capable de s’accrocher gravitationnellement à plusieurs autres étoiles sur des distances assez grandes. À mesure que les étoiles s’éloignent, elles sont soumises aux interférences gravitationnelles d’autres étoiles, de la mystérieuse matière noire et même du trou noir au centre de la Voie lactée.

Théoriquement, la limite au-delà de laquelle les étoiles ne sont pas liées les unes aux autres semble se situer entre 10 000 et 100 000 UA, a déclaré Kratter.

Cela signifie qu’un système à une seule étoile pourrait s’étendre sur des milliers d’UA, peut-être parsemé de plusieurs étoiles binaires et de planètes associées. Kratter a dit. À titre d’exemple, elle a cité PH1, une planète à deux soleils qui vit dans un système à quatre étoiles.

« Pensez à Jupiter dans notre propre système solaire », a-t-elle déclaré, expliquant que Jupiter a des dizaines de lunes en orbite autour de la planète. Ces lunes n’interfèrent pas avec l’orbite de la lune terrestre, par exemple, car elles sont si éloignées de nous. De plus, la gravité du soleil n’éloigne pas les lunes de Jupiter, car il y a suffisamment de distance entre le soleil et Jupiter.

La même chose pourrait également être vraie pour les planètes et les étoiles, a déclaré Kratter. Tant qu’il y a suffisamment de séparation entre les étoiles, dit-elle, il est difficile de fixer une limite supérieure au nombre d’étoiles pouvant exister dans un système.

Konacki est d’accord avec cette évaluation.

« Nous connaissons les planètes en amas ouverts, donc techniquement, il n’y a pas de limite au nombre de systèmes stellaires pouvant héberger une planète », a-t-il déclaré. « Je ne vois aucune raison pour laquelle (par exemple) des systèmes stellaires quintuples ne pourraient pas héberger une planète, tant que la stabilité gravitationnelle de la planète est garantie. »

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