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Un cort�ge d'au moins 5 plan�tes, peut-�tre 7, tourne autour d'une �toile  de type solaire, HD 10180. C'est ce que d�duisent des astronomes des observations r�alis�es avec l�instrument Harps �quipant un t�lescope de l�ESO, � La Silla au Chili. On commencerait donc � d�couvrir des syst�mes plan�taires se rapprochant du Syst�me solaire...

Depuis ce lundi 23 ao�t 2010 se tient le colloque Detection and dynamics of transiting exoplanets  � l�Observatoire de Haute-Provence. Rappelons que c�est pr�cis�ment avec un t�lescope de cet observatoire que Michel Mayor et Didier Queloz avaient d�couvert la premi�re exoplan�te, 51 Peg b. Un an d'observations r�alis�es � l'OHP avec le spectrographe Elodie avaient �t� n�cessaires. L'annonce de la d�couverte fut faite � Florence lors de la Ninth Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems and the Sun, le 6 octobre 1995.

Presque 15 ans plus tard, ce colloque de l'OHP est l'occasion d'une surprenante nouvelle : il existe 5 plan�tes en orbite autour de l��toile de type solaire HD 10180, situ�e � 127 ann�es-lumi�re de la Terre dans la constellation australe de l�Hydre m�le (le Serpent de Mer). Il se pourrait m�me qu�il y en ait 7, dont une tellurique, l�g�rement plus massive que la Terre, orbitant en seulement 1,8 jour autour de son �toile. Si c�est bien le cas, cette plan�te doit ressembler � Io la volcanique. On conna�t d�j� une super Io de ce genre, l�exoplan�te Corot-7b.

Cette image � grand champ montre le ciel autour de l'�toile HD 10180, qui appara�t comme une �toile assez brillante juste au-dessous du centre. L'image a �t� cr��e � partir de photographies prises avec des filtres rouge et bleu. Les halos color�s autour des �toiles sont des artefacts dus au proc�d� photographique. Cr�dit : ESO, Digitized Sky Survey 2/Davide De Martin.

Un article co-sign� par Michel Mayor et Didier Queloz d�taille les mesures r�alis�es durant 6 ans sur l'�toile HD 10180 avec l�instrument Harps. Install� sur le t�lescope de 3,6 m�tres de l�ESO � La Silla au Chili, ce spectrographe permet des mesures d�une pr�cision in�gal�e, qui en fait le meilleur chasseur d�exoplan�tes au monde.

On peut alors d�celer les d�calages spectraux complexes provenant des mouvements d�oscillation d�une �toile en r�ponse � l�attraction d�un cort�ge de plan�tes. C'est la m�thode des vitesses radiales, l'une de celles utilis�es pour d�tecter des exoplan�tes.

Gros plan autour de HD 10180. Comme la pr�c�dente, l'image a �t� cr��e � partir de photographies prises avec des filtres rouge et bleu. Les halos bleu et orange autour de l'�toile, et les huit pointes de lumi�re sont des artefacts. Le remarquable syst�me plan�taire autour de cette �toile est beaucoup trop proche d'elle pour �tre visible. Cr�dit : ESO, Digitized Sky Survey 2-Davide De Martin

Comme on ne conna�t pas l�inclinaison des orbites des exoplan�tes autour de HD 10180, on peut seulement estimer une masse minimum. En g�n�ral, cependant, cette masse minimum est proche de la masse r�elle de la plan�te. Dans le cas pr�sent, la m�thode permet de d�duire qu�il existe 5 plan�tes dont les masses sont semblables � celle de Neptune, soit entre 13 et 25 masses terrestres. Les distances qui s�parent ces plan�tes de leur soleil vont de 0,06 � 1,4 fois la distance Terre-Soleil, avec des p�riodes orbitales allant de 6 � 600 jours.

Mais selon les chercheurs, deux autres plan�tes sont probablement l�. L�une des deux devrait ressembler � Saturne (avec une masse minimum de 65 masses terrestres) tournant autour de l��toile en 2.200 jours. L�autre devrait �tre la plan�te la moins massive jamais d�couverte avec une masse d�environ 1,4 fois celle de la Terre.

On peut t�l�charger le texte en anglais de la vid�o sur le site de l'ESO. Cr�dit : ESO ; Conception graphique et montage : Martin Kornmesser et Luis Cal�ada ; Montage : Zodet Herbert ; Web  et support technique : Lars Holm Nielsen et Raquel Yumi Shida. R�dig� par : Henri Boffin ; Narration : Dr J. Musique : Movetwo ; Vid�o et photos : ESO ; R�alis� par : Herbert Zodet ; Producteur ex�cutif : Lars Lindberg Christensen

Les astrophysiciens s��tonnent des caract�ristiques des exoplan�tes de HD 10180. D�abord il ne semble pas y avoir une g�ante gazeuse comme Jupiter. Ensuite les orbites semblent toutes circulaires ou presque. Enfin et surtout, il semblerait bien que l�on observe l'�quivalent de la loi de Titius-Bode comme dans notre Syst�me solaire (une loi qui donne les distances approximatives des plan�tes au Soleil, formul�e par Johann Bode et Johann Titius vers 1770).

HD10180 d�tient d�sormais le record du nombre d�exoplan�tes mais ces syst�mes plan�taires multiples ne sont plus une raret�. On conna�t aujourd�hui 15 autres syst�mes comportant au moins 3 exoplan�tes, dont par exemple 55 Cancri et Gliese 581 qui en comptent 5 chacune.

Remarquablement, on constate � chaque fois qu�il existe une relation entre la masse du syst�me plan�taire et la masse et le contenu chimique de l'�toile. Ainsi, tous les syst�mes plan�taires massifs ont �t� trouv�s autour d��toiles massives et riches en � m�taux � (au sens des astronomes, c'est-�-dire des noyaux plus lourds que ceux de l�hydrog�ne et de l�h�lium). En revanche, les quatre syst�mes ayant les masses les plus petites ont �t� observ�es autour d��toiles de plus faible masse et pauvres en � m�taux �.

Dans l�hypoth�se o� il y a effectivement 7 exoplan�tes, des simulations informatiques conduites gr�ce au supercalculateur Jade du CINES ont aussi montr� que si l�on tient compte des effets de la relativit� g�n�rale, le syst�me plan�taire entourant HD 10180 doit �tre stable sur une longue p�riode. Sans les corrections post-newtoniennes pr�dites par les �quations d�Einstein, les perturbations gravitationnelles engendr�es par les autres plan�tes sur la plus int�rieure d'entre elles augmenteraient tellement son excentricit� que de fortes instabilit�s pourraient en r�sulter. Dans le cas de notre propre Syst�me Solaire, des calculs similaires ont �t� conduits mais c'est le chaos qui en �merge...

Avec HD 10180, on est peut-�tre en pr�sence du premier cas connu d'une longue s�rie de syst�mes plan�taires poss�dant un grand nombre d'exoplan�tes.

Source : Futura-Sciences