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Parmi les 1.065 exoplanètes confirmées à ce jour, seules six ont été débusquées au sein d'amas ouverts. L'immense majorité fut donc découverte autour d'étoiles éparses dans la galaxie, loin de leurs fratries d'origine. À l'instar de notre Soleil dans sa prime jeunesse, la plupart des étoiles grandissent en effet aux côtés de leurs frères et sœurs formés au cours d'une même période. Jusqu'à ce que, bon an mal an, elles quittent leur nid pour se mêler à la population galactique.
Intrigués par la rareté des découvertes d'exoplanètes autour d'étoiles figurant dans ces essaims, des chercheurs européens ont mené l'enquête durant six années au sein de Messier 67, distant de 2.500 années-lumière en direction de la constellation du Cancerconstellation du Cancer. Souvent présenté comme l'amas ouvert peuplé d'étoiles (relativement) âgées le plus proche de nous -- la moyenne d'âge varie entre 3,2 et 5 milliards d'années --, M 67M 67 compte environ 500 étoiles, parmi lesquelles une centaine arborent des caractéristiques proches de celles du SoleilSoleil.
Chasse aux exoplanètes dans le « vieil amas ouvert » le plus proche
C'est « un parfait laboratoire d'étude du processus de formation planétaire dans un environnement surpeuplé », souligne Anna Brucalassi (institut Max PlanckMax Planck) qui a signé l'article publié dans la revue Astronomy & Astrophysics. Combien de planètes sont susceptibles de s'y former ? Se forment-elles principalement à proximité d'étoiles très massives ou d'étoiles moins massives ? Ce sont autant d'énigmes pour les astronomesastronomes.
Environ 500 étoiles peuplent Messier 67, distant de 2.500 années-lumière de nous en direction de la constellation du Cancer. Parmi ses nombreux soleils âgés de trois à cinq milliards d'années, trois ont trahi la présence d'exoplanètes. © Eso, Digitized Sky Survey 2, Davide De Martin
Pour mener à bien leurs investigations, les chercheurs ont poussé à ses limites le spectrographespectrographe Harps (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) -- l'un des instruments les plus sensibles de sa catégorie -- installé au foyerfoyer du télescopetélescope de 3,6 mètres de diamètre de l'observatoire de La Silla au Chili, pour scruter les 88 étoiles candidates. Dans leurs filets, ils ont rapporté trois exoplanètes, confirmées par des observations complémentaires menées avec le spectrographe Sophie de l'observatoire de Haute-Provence, puis le télescope Hobby Eberly au Texas et enfin le télescope Leonhard EulerLeonhard Euler (1,2 mètre de diamètre), également situé à La Silla.
Trois exoplanètes, dont une autour d’un « jumeau solaire »
Pour deux cas, l'étoile-parent ressemble beaucoup à la nôtre. En particulier celle désignée YBP1194, littéralement qualifiée de « jumeaujumeau solaire » par les scientifiques par sa massemasse, sa taille, son âge et aussi sa « métallicitémétallicité » ou abondance d'éléments chimiqueséléments chimiques. YBP1194 b, la seule planète détectée dans son girongiron, présente une masse évaluée à un tiers de celle de Jupiter. Distante de quelque 10,7 millions de kilomètres, elle effectue une orbiteorbite complète en un peu moins de sept jours : loin, très loin de la « zone habitable ». C'est un monde bien trop chaud, sans ressemblance aucune avec ce que nous connaissons dans le Système solaireSystème solaire.
Pour le second cas, l'étoile YBP1514, les chercheurs ont identifié une planète de 0,4 masse jovienne (proche de la précédente) qui gravite autour en un peu plus de cinq jours. Éloignée de seulement 8,5 millions de kilomètres de son Soleil, son habitabilité est naturellement exclue.
SAND364 b, la troisième exoplanète détectée par vitessevitesse radiale dans la petite assemblée stellaire de Messier 67, arbore une masse 1,5 fois supérieure à celle de JupiterJupiter. Séparée d'environ 80 millions de kilomètres de son étoile (une géante rougegéante rouge), la planète gazeuse gravite en un peu moins de 122 jours.
Exoplanètes difficiles à détecter
Bien que la récolte soit encore maigre, ces résultats sont très encourageants pour l'équipe. Ils démontrent, comme l'explique Luca Pasquini de l'Eso, que « l'existence de planètes dans les amas d'étoiles ouverts est sans doute tout aussi banale et courante qu'autour d'étoiles isolées », ajoutant que « simplement, elles sont plus difficiles à détecter ».
Auparavant, les astronomes ne connaissaient que trois planètes en orbite autour d'étoiles dans un amas ouvert. Un cas est situé dans NGCNGC 6811, un autre au sein de Messier 44 (essaim également visible en direction du Cancer également connu sous le nom d'amas de la Crècheamas de la Crèche) et enfin, parmi les HyadesHyades, une grappe d'étoiles proche de nous qui représente la tête de la constellation du Taureauconstellation du Taureau.
