Alex Wolszczan de Penn State, le découvreur en 1992 des premières planètes jamais trouvées en dehors de notre système solaire, a maintenant découvert avec Maciej Konacki de Caltech la plus petite planète jamais détectée, dans ce même système planétaire lointain. Immergée dans un nuage étendu de gaz ionisé, la nouvelle planète orbite autour d'une étoile à neutrons en rotation rapide appelée pulsar. La découverte, qui sera annoncée lors d'une conférence de presse lors d'une réunion concernant la formation et la détection planétaires à Aspen, Colorado, le 7 février, donne une description étonnamment complète du système planétaire pulsar et confirme qu'il ressemble remarquablement à une version demi-taille de notre propre système solaire? même si l'étoile en orbite autour de ces planètes est très différente de notre Soleil.
"Malgré les conditions extrêmes qui devaient exister au moment de la formation de ces planètes, la nature a réussi à créer un système planétaire qui ressemble à une copie réduite de notre propre système solaire intérieur", rapporte Wolszczan. L'étoile au centre de ce système est un pulsar nommé PSR B1257 + 12? l'étoile à neutrons extrêmement dense et compacte est restée d'une étoile massive qui est morte dans une violente explosion à 1 500 années-lumière dans la constellation de la Vierge.
Wolszczan et ses collègues avaient découvert plus tôt trois planètes terrestres autour du pulsar, avec leurs orbites dans une proportion presque exacte aux espacements entre Mercure, Vénus et la Terre. La quatrième planète récemment découverte a une orbite environ six fois plus grande que celle de la troisième planète du système, ce qui, selon Konacki, est incroyablement proche de la distance moyenne entre notre Soleil et la ceinture d'astéroïdes de notre système solaire, située entre les orbites de Mars et de Jupiter. .
«Parce que nos observations excluent pratiquement la présence possible d'une planète ou de planètes massives encore plus éloignées autour du pulsar, il est fort possible que la minuscule quatrième planète soit le plus grand membre d'un nuage de débris interplanétaires au bord extérieur du pulsar. système planétaire, un vestige du disque protoplanétaire original qui a créé les trois planètes intérieures », explique Wolszczan. La petite planète, environ un cinquième de la masse de Pluton, peut occuper la même position de limite extérieure dans son système planétaire que Pluton dans notre système solaire. "Étonnamment, le système planétaire autour de ce pulsar ressemble plus à notre propre système solaire que tout système planétaire extrasolaire découvert autour d'une étoile semblable au Soleil", explique Konacki.
Il y a quinze ans, avant la découverte par Wolszczan des premières planètes extrasolaires, les astronomes n’avaient pas sérieusement envisagé que les planètes pourraient survivre autour des pulsars, car elles auraient été dynamitées par la force inimaginable du rayonnement et des restes de leur étoile mère qui explose. Depuis lors, Wolszczan, Konacki et ses collègues ont progressivement percé les mystères de ce système de planètes pulsariennes, en utilisant le radiotélescope Arecibo de Porto Rico pour collecter et analyser des données de synchronisation pulsarienne. "Nous pensons maintenant, avec cette découverte, que l'inventaire de base de ce système planétaire est terminé", explique Wolszczan.
Ces découvertes ont été possibles parce que les pulsars, en particulier ceux avec le spin le plus rapide, se comportent comme des horloges très précises. «La stabilité du taux de répétition des impulsions pulsar se compare favorablement à la précision des meilleures horloges atomiques construites par l'homme», explique Konacki. Les mesures des temps d’arrivée des impulsions, appelées synchronisation des pulsars, donnent aux astronomes une méthode extrêmement précise pour étudier la physique des pulsars et pour détecter les phénomènes qui se produisent dans l’environnement d’un pulsar.
"Une oscillation de pulsar due aux planètes en orbite se manifeste par des variations dans les temps d'arrivée des impulsions, tout comme une oscillation stellaire est détectable avec l'effet Doppler bien connu utilisé avec succès par les astronomes optiques pour identifier les planètes autour des étoiles proches par les changements de leur spectre. », explique Wolszczan. "Un avantage important de la stabilité fantastique des horloges pulsar, qui permettent d'obtenir des précisions supérieures à un millionième de seconde, est que cette méthode nous permet de détecter des planètes avec des masses allant jusqu'à celles de gros astéroïdes."
L'existence même des planètes pulsar peut représenter une preuve convaincante que les planètes de la masse terrestre se forment aussi facilement que les géantes gazeuses connues pour exister autour de plus de 5% des étoiles proches du Soleil. Cependant, selon Wolszczan, «le message véhiculé par les planètes pulsar pourrait tout aussi bien être que la formation de planètes semblables à la Terre nécessite des conditions spéciales, ce qui fait de ces planètes une rareté. Par exemple, il existe de plus en plus de preuves qu’une explosion de supernova à proximité a pu jouer un rôle important dans la formation de notre système solaire. » Les futurs observatoires spatiaux, notamment les missions Kepler et Space Interferometry, et le Terrestrial Planet Finder, joueront un rôle décisif dans la distinction entre ces alternatives fondamentales.
