Gliese 436 b

Gliese 436 b - Awohali
Vue d'artiste de Gliese 436 b, de son nuage et de sa queue d'hydrogène, en orbite autour de son étoile Gliese 436.
Vue d'artiste de Gliese 436 b, de son nuage et de sa queue d'hydrogène, en orbite autour de son étoile Gliese 436.
Étoile
Nom Gliese 436
Constellation Lion
Ascension droite 11h 42m 11,09368s[1]
Déclinaison +26° 42′ 23,6537″[1]
Type spectral M2,5V[1]

Localisation dans la constellation : Lion

(Voir situation dans la constellation : Lion)
Planète
Type Neptune tiède
Caractéristiques orbitales
Demi-grand axe (a) 0,029 1 ± 0,000 4  ua  [2]
Excentricité (e) 0,150 ± 0,012  [2]
Période (P) 2,643 904 ± 0,000 005  d  [3]
Inclinaison (i) 86,5 °  [3]
Argument du périastre (ω) 351±1,2 °
Époque (τ) 2 451 551,716
±0,01JJ
Caractéristiques physiques
Masse (m) 22,2±1,0 M [2]
Rayon (R) 3,95+0,35  R  [2],[4]
Masse volumique (ρ) 1 510  kg/m3
Température (T) 520  K [2]
Découverte
Découvreurs Butler, Vogt,
Marcy et al.
Méthode Méthode des vitesses radiales,
Transits dans le visible
Date
Autre(s) méthode(s)
de détection
Transits dans l'UV
Statut confirmée[5]

Gliese 436 b, GJ 436 b ou Awohali est une planète extrasolaire en orbite autour de l'étoile Gliese 436[6], une naine rouge située dans la constellation zodiacale du Lion, à environ 33,1 années-lumière (10,1 parsecs) de la Terre.

Découverte en 2004, Gliese 436 b fut l'une des premières exoplanètes connues de cette (petite) taille, en dehors du système solaire[7] : il s'agit en effet d'un objet à peine une fois et demi plus massif que Neptune (23 masses terrestres pour GJ 436 b contre 17 pour Neptune), dont une caractéristique est la présence d'une immense queue cométaire. Elle est entourée d'un nuage d'hydrogène, surnommé le Béhémoth[8],[9], qui lui donne l'apparence d'une comète géante.

Désignation

La désignation Gliese 436 b indique qu'il s'agit de la première planète connue du système planétaire Gliese 436 (la lettre « a » désignant l'étoile). La désignation du système fait référence au catalogue Gliese des étoiles proches : c'est la 436e étoile répertoriée dans la première édition de ce catalogue. Dans « GJ 436 b »[10], la lettre G fait référence à Wilhelm Gliese et le J à Hartmut Jahreiß (en), co-auteurs de la seconde édition du catalogue, autrement appelée catalogue Gliese-Jahreiß.

En août 2022, le système planétaire Gliese 436 fait partie des vingt systèmes à nommer dans le cadre du troisième projet NameExoWorlds[11]. Les noms approuvés, proposés par une équipe des États-Unis, sont annoncés en juin 2023 : Gliese 436 a s'appelle dorénavant Noquisi et sa planète Awohali, d'après les mots cherokee pour « étoile » et « aigle »[12].

Méthodes de détection

Vitesses radiales : découverte

Gliese 436 b a été découverte en 2004 par l'équipe de Paul Butler (Carnegie Institute of Washington) et Geoffrey Marcy (Université de Californie à Berkeley)[6]. Avec 55 Cancri e, Gliese 436 b a été l'une des premières d'une nouvelle classe d'exoplanètes, dont la taille est similaire à celle de Neptune, classe nommée Neptune chauds. Auparavant, seuls des Jupiter chauds avaient été découverts.

La masse de Gliese 436 b a pu être déterminée à l'aide des vitesses radiales. Elle se révèle 22 fois plus grande que celle de la Terre, et donc supérieure d'environ 30 % à celle de Neptune.

Transit

En lumière visible, caractéristiques physiques

En 2007, la planète a été vue transitant devant son étoile. La profondeur des transits observés est de 0,69 %. Cela permet de déterminer le rayon de la planète, très proches de celui de Neptune. En date de mai 2007, Gliese 436 b était donc la plus petite exoplanète connue qui transite devant son étoile.[réf. nécessaire]

En ultraviolet, découverte d'une queue cométaire

GJ 436 b fait l'objet de a première étude dans l'ultraviolet lointain d'une planète de type Neptune chaud[13], au moyen du Space Telescope Imaging Spectrograph (en)(Spectrographe imageur du télescope spatial) du télescope spatial Hubble. Ses spectres réalisés en Lyman-α ont permis de mesurer l'évolution temporelle du flux de l'étoile. Des variations dans les observations sont interprétées comme étant dues à l'absorption par l'atmosphère de la planète pendant le transit.

En 2015 est annoncée la mesure de transits en ultraviolet (UV), d'une profondeur de 56.3 ± 3,5 % (1σ), bien supérieure aux 0,69 % de profondeur observés dans le visible[14]. Ces transits en UV commencent deux heures avant leur contrepartie dans le visible et se terminent plus de trois heures après — un résultat très différent de l'étude de Kulow ci-dessus, en réalité reposant sur des éphémérides imprécises. L'interprétation de ce phénomène est la présence d'un énorme nuage principalement composé d'atomes d'hydrogène qui s'étend tel une queue de comète traînant derrière GJ 436 b. La planète perdrait ainsi de 100 à 1 000 tonnes) de gaz par seconde. Depuis sa formation, la planète aurait perdu ainsi 10 % de sa masse. Cette « fuite » de gaz est trop faible pour que la planète perde son atmosphère pendant la durée de vie de son étoile. La queue cométaire est longue d'environ quinze millions de kilomètres, tandis qu'un nuage d'hydrogène d'environ trois millions de kilomètres de diamètre se serait formé[15].

Impression d'artiste de Gliese 436b avec l’échappement d'une énorme queue d’hydrogène[16].

Ce n'est pas la première fois qu'un tel échappement de gaz est observé, mais jusqu'alors c'était autour de planètes très chaudes. La perte de masse atmosphérique affectant d'autant plus les planètes que leur masse est petite, cette découverte suggère que les planètes telluriques chaudes pourraient avoir été initialement des objets tels Neptune mais qui auraient par la suite perdu toute leur atmosphère.

Caractéristiques orbitales

Une orbite autour de son étoile dure environ 2 jours et 15,5 heures terrestres. La température à la surface de la planète est élevée, mais pas autant que sur d'autres exoplanètes d'orbites similaires, car son étoile est une naine de type M (et donc assez froide).

L'orbite de Gliese 436 b est fortement elliptique (e = 0,16), mais se distingue surtout par son inclinaison (i = 80+21
−18
°
) : la planète passe quasiment au-dessus des pôles de son étoile[17],[18]. Cette orbite polaire et très elliptique pourrait ne pas être ancienne, mais être due à la présence d'une planète perturbatrice plus massive et plus lointaine, encore inconnue. L'activité cométaire de la planète ne daterait elle aussi que de la transformation de l'orbite à partir d'une orbite initiale de faibles inclinaison et ellipticité.

Caractéristiques physiques

Les principaux constituants de la planète sont certainement des formes exotiques de « glace chaude[19] », aussi appelée glace X (glace en phase ordonnée par alignement symétrique des protons), qui reste solide à cause de la pression élevée des couches externes compressées par la gravité de la planète, malgré sa température de 250 °C[20]. Une couche d'hydrogène et d'hélium, d'environ 10 % de la masse totale, est probablement nécessaire pour expliquer le rayon de la planète.

Notes et références

  1. a b et c (en) [PDF]F. van Leeuwen, Validation of the new Hipparcos reduction, 2007. « 0708.1752 », texte en accès libre, sur arXiv.
  2. a b c d et e (en) [PDF]Drake Deming, Joseph Harrington, Gregory Laughlin, Sara Seager, Sarah B. Navarro, William C. Bowman, Karen Horning, Spitzer Transit and Secondary Eclipse Photometry of GJ 436b, 2007. « 0707.2778 », texte en accès libre, sur arXiv.
  3. a et b Bean et al. 2008.
  4. (en) [PDF]F. Pont, R. L. Gilliland, H. Knutson, M. Holman, D. Charbonneau, Transit infrared spectroscopy of the hot neptune around GJ 436 with the Hubble Space Telescope, 2008. « 0810.5731 », texte en accès libre, sur arXiv.
  5. (en) GJ 436 b, NASA Exoplanet Archive.
  6. a et b (en) Paul Butler, Steven S. Vogt, Geoffrey W. Marcy, Debra A. Fischer, Jason T. Wright, Gregory W. Henry, Greg Laughlin, Jack Lissauer, « A Neptune-Mass Planet Orbiting the Nearby M Dwarf GJ 436 », 2004, p. 580–588 « astro-ph/0408587v2 », texte en accès libre, sur arXiv.
  7. (en) « Scientists discover first of a new class of extrasolar planets », NASA, (consulté le ).
  8. « Exoplanet Gliese 436b - “Warm Neptune” GJ 436b », sur YouTube.
  9. « Worlds within Worlds: Hubble Peels Back the Layers of a Warm Neptune », sur NASA Science Mission Directorate.
  10. (en) H. L. Maness, G. W. Marcy, E. B. Ford, P. H. Hauschildt, A. T. Shreve, G. B. Basri, R. P. Butler, S. S. Vogt, « The M Dwarf GJ 436 and its Neptune-Mass Planet », 2006 « astro-ph/0608260 », texte en accès libre, sur arXiv.
  11. (en) « List of ExoWorlds 2022 », sur nameexoworlds.iau.org, Union astronomique internationale, (consulté le ).
  12. (en) « 2022 Approved Names », sur nameexoworlds.iau.org, Union astronomique internationale, (consulté le ).
  13. (en) Jennifer R. Kulow, Kevin France, Jeffery Linsky et R. O. Parke Loyd1, « Lyα transit spectroscopy and the neutral hydrogène tail of the hot Neptune GJ 436b » [« Spectroscopie du transie en Lyα et la queue d'hydrogène neutre du Neptune chaud GJ 436 b »], Astrophysical Journal, no 786,‎ 10 mai 2014 doi=10.1088/0004-637x/786/2/13, p. 132.
  14. (en) David Ehrenreich, Vincent Bourrier, Peter J. Wheatley, Alain Lecavelier des Etangs, Guillaume Hébrard, Stéphane Udry, Xavier Bonfils, Xavier Delfosse, Jean-Michel Désert, David K. Sing et Alfred Vidal-Madjar, « A giant comet-like cloud of hydrogen escaping the warm Neptune-mass exoplanet GJ 436b » [« Un nuage géant tel celui d'une comète s'échappant de l'exoplanète tiède de la masse de Neptune GJ 436 b »], Nature, no 522,‎ , p. 459–461 (DOI 10.1038/nature14501, lire en ligne [PDF]).
  15. « This Freaky Exoplanet Features a Massive Comet-like Tail », sur io9.
  16. « Hubble sees atmosphere being stripped from Neptune-sized exoplanet » (consulté le ).
  17. « L’exoplanète qui ne tournait pas rond », sur INSU, (consulté le ).
  18. (en) Vincent Bourrier, Christophe Lovis, Hervé Beust, David Ehrenreich, Gregory W. Henry et al., « Orbital misalignment of the Neptune-mass exoplanet GJ 436b with the spin of its cool star », Nature (revue),‎ (DOI 10.1038/nature24677).
  19. (en) David Shiga, « Strange alien world made of "hot ice" », New Scientist,‎ (lire en ligne, consulté le )
  20. (en) Maggie Fox, « Hot "ice" may cover recently discovered planet », Science News, Scientific American.com,‎ (lire en ligne, consulté le ).

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

Bibliographie

Document utilisé pour la rédaction de l’article : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

Articles scientifiques

Communiqués de presse

Articles connexes

Liens externes