Découverte des exo-Neptunes : nouvelles perspectives sur la formation et l’évolution des planètes

Les exo-Neptunes révèlent les processus de leur origine et de leur développement

Le programme scientifique ATREIDES a récemment publié ses premières découvertes en étudiant le système planétaire TOI-421. Cette recherche met en lumière une configuration planétaire particulièrement inclinée, ce qui pourrait offrir un regard inédit sur l’histoire chaotique ou ordonnée de ces mondes situés à distance.

Au cours de la dernière décennie, l’observation des exo-Neptunes a permis d’identifier des tendances notables, notamment leur absence dans la région située très près des étoiles, un secteur souvent appelé le « désert ». En revanche, ces planètes sont plutôt concentrées dans une zone située un peu plus loin, surnommée la « savane », où leur présence est abondante, et plus particulièrement au sein d’une région désignée comme la « crête neptunienne ».

Une architecture planétaire complexe comme fenêtre sur la formation des systèmes stellaires

Selon Vincent Bourrier, chercheur à l’UNIGE et premier auteur de l’étude, ces configurations exo-neptuniennes offrent une véritable opportunité pour mieux comprendre les mécanismes de leur formation et de leur évolution. Il précise dans un communiqué : « La diversité de ces paysages planétaires est une véritable fenêtre sur les processus de formation et de transformation des systèmes planétaires. » Il ajoute également que cette étude permettrait d’observer « les mécanismes qui façonnent la genèse et le développement des exoplanètes ».

Pour approfondir ces connaissances, les chercheurs souhaitent analyser un grand nombre de ces mondes afin d’identifier les processus responsables de l’apparition de ces différentes régions — la crête, la savane et le désert — et d’en tirer des principes généraux sur la formation planétaire.

Une analyse détaillée du système TOI-421

Le système TOI-421, situé à environ 250 années-lumière dans la constellation du Lièvre, constitue la première étape de cette étude. Comportant deux corps planétaires, il comprend une Neptune chaude évoluant dans la zone de la savane et une planète plus petite, plus proche de son étoile.

Les observations montrent que ces deux planètes présentent un fort désalignement orbital. Selon les scientifiques, cela suggère que leur histoire a été marquée par des événements « chaotiques », contrastant avec la configuration quasi alignée des planètes du Système solaire, qui orbitent principalement dans un même plan.

Les théories sur la migration planétaire et leur impact sur la structure du système

Les chercheurs émettent actuellement l’hypothèse que la configuration actuelle de ces exo-Neptunes résulte de leur migration depuis leur lieu de formation initial vers leurs emplacements actuels. Deux scénarios sont envisagés : une migration douce et précoce, caractérisée par une traversée progressive du disque de gaz primordial, pourrait produire un système structuré avec des orbites alignées. À l’inverse, une migration plus tardive et violente, dite à « haute excentricité », expliquerait un désalignement important des orbites.

Vincent Bourrier rappelle que, étant donné l’impossibilité pour de telles grosses planètes de se former dans la proximité immédiate d’une étoile, celles-ci doivent généralement se former à une distance considérable, puis migrer vers leur position actuelle, sur des périodes pouvant durer des années ou des décennies.

Malgré ces avancées, le chercheur souligne que la compréhension des mécanismes qui façonnent ces paysages planétaires reste incomplète, et que de nouvelles surprises pourraient encore attendre la communauté scientifique. La publication de cette étude inaugurale du programme ATREIDES a été réalisée dans la revue spécialisée Astronomy & Astrophysics.