Une étude, dont les résultats intitulés «Six transiting planets and a chain of Laplace resonances in TOI-178» sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysic, a permis, grâce au télescope spatial CHEOPS, de trouver une 'relation d'harmonie' entre cinq des six planètes en orbite autour de l'étoile TOI-178 (*), située à plus de 200 années-lumière de la Terre.

Relevons tout d'abord que cette relation d'harmonie signifie que les rapports des périodes orbitales des planètes en question forment des fractions simples. Le résultat auquel est parvenu l'étude ici présentée constitue une surprise «car les observations précédentes de la mission TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite ) de la NASA suggéraient l’existence d’un système à trois planètes, dont deux en orbite très rapprochées, autour de TOI-178».

En fait, à la suite des observations de TESS, les auteurs de cette étude ont «mené des observations complémentaires avec d'autres instruments, comme le spectrographe ESPRESSO au très grand télescope (VLT) de l’ESO, au Chili», qui ont été peu concluantes. Ils ont alors fait appel à la précision et à la capacité de pointage de CHEOPS.

Comme «après avoir analysé les données des onze jours d'observation du système avec CHEOPS, il semblait qu'il y avait plus de planètes» que ce qui avait été pensé au départ, une solution a émergé comportant cinq planètes. Une «précieuse journée de temps d'observation supplémentaire à ce système» a été programmée pour la valider et elle a confirmé «la présence de cinq planètes avec des périodes orbitales d'environ 2, 3, 6, 10 et 20 jours».

Cependant, comme le «système semblait être en harmonie», cette «théorie impliquait qu'il pouvait y avoir une planète supplémentaire dans cette harmonique, mais sa période orbitale devait se situer dans une très petite fourchette centrée sur environ 15 jours», car «si la période différait de plus de dix minutes de la valeur prévue, le système aurait été chaotique».

Afin de vérifier le bienfondé de cette hypothèse, une nouvelle observation avec CHEOPS, a été réalisée «au moment exact où cette planète manquante (elle existait) devait passer devant son étoile», qui a bien «confirmé qu'il y avait bien six planètes dans le système TOI-178».

Par ailleurs, il a été constaté que la densité de ces exoplanètes, dont la taille est de «1,1 à 3 fois le rayon de la Terre» était très disparates. C'est la première fois que cette situation est observé, puisque dans les quelques systèmes connus avec une telle harmonique, la densité des planètes diminue régulièrement à mesure que l'on éloigne de l'étoile.

Comme dans le système TOI-178, «une planète terrestre dense comme la Terre semble être juste à côté d'une planète à la densité deux fois moindre que celle de Neptune, suivie d'une autre très similaire à Neptune», ce système «remet en question notre compréhension de la formation et de l'évolution des systèmes planétaires».

Lien externe complémentaire (source Simbad)

(*) TOI-178