GJ 3512 b, l’exoplanète qui ne devait pas exister
La découverte d’une géante gazeuse autour d’une étoile naine met au défi la théorie classique de formation de ce type de planètes, dite « d’accrétion de cœur ».
En un quart de siècle, plus de 4 100 planètes extrasolaires ont été répertoriées. A la découverte d’une nouvelle exoplanète, on est désormais plus proche du sentiment de banalisation que de l’enthousiasme des débuts. Cependant, certains astres, par leurs particularités, excitent encore la curiosité des chercheurs et des grandes revues scientifiques. GJ 3512 b est de ceux-là, et Science lui consacre quelques pages dans son numéro du 27 septembre. Découverte grâce à l’instrument Carmenes, exploité par un consortium de onze centres de recherche espagnols et allemands, GJ 3512 b intrigue parce que, si l’on s’en tient aux modèles classiques de formation des planètes géantes gazeuses, cette exoplanète, dont la masse en fait l’équivalent d’une demi-Jupiter, ne devrait tout simplement pas exister. Astronome à l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (CNRS/université Grenoble Alpes), Xavier Delfosse pose ainsi les bases de ce paradoxe : « Ces modèles prévoient une formation en deux temps. On a d’abord une agglomération de particules solides, des glaces et des roches, celles-ci étant au début minuscules puis de plus en plus grosses. Quand ce noyau atteint cinq à dix fois la masse de la Terre, sa gravité devient suffisante pour attirer et conserver d’immenses quantités du gaz présent autour de lui. » Ce dans un processus de type « boule de neige ». C’est ainsi que, dans notre Système solaire, Jupiter a pu atteindre une masse plus de trois cents fois supérieure à celle de notre planète. Autour d’une naine rouge L’ennui, avec GJ 3512 b, vient du fait qu’elle tourne autour d’une étoile minuscule, une naine rouge située à une trentaine d’années-lumière de nous et dont la masse équivaut seulement à 12 % de celle du Soleil. Lorsqu’elle naît, une étoile si légère ne dispose pas d’un environnement permettant la constitution progressive d’un gros noyau planétaire. Les auteurs de l’étude de Science reconnaissent d’ailleurs avoir testé en vain plusieurs scénarios fondés sur ce processus d’accrétion. Pourtant, cette exoplanète géante est bel et bien là, et elle n’y est pas arrivée par magie. Les astronomes sont donc obligés d’admettre qu’« une fraction des planètes géantes se forment autrement que par le phénomène d’accrétion de cœur », en déduit Xavier Delfosse. Le scénario alternatif qui s’écrit fait abstraction de la phase de construction du noyau. Il imagine que, dans le disque de gaz et de poussières qui entoure la jeune étoile et à partir duquel naissent ses compagnons planétaires, se développe « une instabilité, poursuit l’astronome grenoblois. Un bloc de densité se crée, une “surgravité” qui va provoquer un effondrement du disque protoplanétaire sur lui-même, un mécanisme analogue à celui d’une étoile qui se forme. Avec ce type de processus, on peut très vite récupérer beaucoup de matière et de gaz ».