55 Cancri e

55 Cancri e, formellement 55 Cancri Ae, également appelée Rho1 Cancri (A)e, HD 75732 (A)e ou encore Janssen depuis , est une planète extrasolaire (exoplanète) en orbite autour de l'étoile 55 Cancri A, une naine jaune située à une distance d'environ 40 années-lumière du Soleil, dans la constellation zodiacale du Cancer.

Janssen

55 Cancri e

Représentation de 55 Cancri e.
Étoile
Nom 55 Cancri A
Constellation Cancer
Ascension droite 08h 52m 35,8s
Déclinaison 28° 19′ 51″
Distance 40,3 ± 0,4 al
(12,3 ± 0,1 pc)
Type spectral G8V
Magnitude apparente 5,95

Localisation dans la constellation : Cancer

Planète
Type super-Terre à période de révolution ultra-courte. peut-être planète de carbone
Caractéristiques orbitales
Demi-grand axe (a) 2,340 +/- 0,016 Gm
0,01560 ± 0,00011  ua  [1]
Périastre (q) 0,0129  ua
Apoastre (Q) 0,0183  ua
Excentricité (e) 0,17 ± 0,04  [1]
Période (P) 17,6769  h  [1]
Inclinaison (i) 83,4 ± 1,7°
Argument du périastre (ω) 181 ± 2°  [1]
Époque (τ) 2 449 999,83643 ± 0,0001JJ
Caractéristiques physiques
Masse (m) 8,63 ± 0,35 MT [2]
Rayon (R) 2,00 ± 0,14  RT  [2]
Masse volumique (ρ) 5,9+1
−1,5  g/cm3  [2]
Température (T) 2 500  °C [3]
Découverte
Découvreurs Barbara E. McArthur et al.
Méthode Vitesses radiales
Date
Statut Confirmée[4]

Cette super-Terre est la planète la plus proche de son étoile connue à ce jour, 60 fois plus proche de son étoile que nous du Soleil[3]. Il lui faut moins d'une journée (18 heures[5]) pour accomplir une révolution complète.

55 Cancri e a été découverte en 2004 et son transit a été observé en 2011. Elle est la première exoplanète dont le transit a été observé depuis la Terre.

Observations

Découverte

Comme bon nombre des exoplanètes connues, 55 Cancri e a été découverte en détectant les variations de vitesse radiale de son étoile. Lorsqu'elle fut découverte, trois autres planètes avaient déjà été détectées. En tenant compte de ces planètes, un signal d'environ 2,8 jours persistait, ce qui pourrait être la cause de l'existence d'une planète de moins de 14,2 masses terrestres sur une orbite très proche[6]. Les mêmes mesures furent effectuées pour confirmer l'existence de la planète 55 Cancri c, alors encore hypothétique.

55 Cancri e fut une des premières exoplanètes munies d'une masse comparable à celle de Neptune à être découverte. Elle fut annoncée en même temps qu'une autre « Neptune chaude » gravitant autour de la naine rouge Gliese 436, appelée Gliese 436 b. Depuis, sa masse et sa période de révolution ont été revues à la baisse.

Contestation puis confirmation

En 2005, l'existence de cette planète fut remise en cause par Jack Wisdom à la suite d'une ré-analyse des données[7]. Selon lui, à la place d'une planète ayant une période de révolution de 2,8 jours, il y avait une planète similaire accomplissant une révolution en 261 jours. En 2007, Debra Fischer et ses collègues de l'Université d'État de San Francisco publièrent une nouvelle analyse[8] indiquant l'existence des deux planètes, la seconde étant dès lors appelée 55 Cancri f.

Observation du transit

En 2011, le transit de 55 Cancri e est observé. Elle est la première exoplanète dont le transit a été observé depuis la Terre[9],[10].

Température

55 Cancri e est recouverte de lave en fusion et sa température s'élève à 2 500 °C par endroits. Cette planète est en moyenne environ 60 fois plus proche de son étoile que la Terre du Soleil[3].

Désignation

55 Cancri e a été sélectionnée par l'Union astronomique internationale (IAU) pour la procédure NameExoWorlds, consultation publique préalable au choix de la désignation définitive de 305 exoplanètes découvertes avant le et réparties entre 260 systèmes planétaires hébergeant d'une à cinq planètes. La procédure, qui a débuté en juillet 2014, s'est achevée en août 2015, par l'annonce des résultats, lors d'une cérémonie publique, dans le cadre de la XIXe Assemblée générale de l'IAU qui s'est tenue à Honolulu (Hawaï)[11].

Caractéristiques

Orbite et masse

Les premières mesures de vitesse radiale de 55 Cancri donnaient une masse de 14,31 MT et une période de 2,8 jours. Des mesures de plus en plus précises ont permis de revoir cette valeur à la baisse, à 10,8 MT seulement[12].

En , Dawson et son équipe découvrent que la période orbitale de 2,8 jours de 55 Cancri e n'était qu'un artefact dû à l’impossibilité d'observer l'étoile de jour et lorsqu'elle se trouve derrière l'horizon. Les nouvelles valeurs de la période (17 heures et 46 minutes) et de la masse (8,57 MT) de 55 Cancri e proposées par Dawson furent confirmées lors de la détection du transit de la planète devant son étoile, en .

Caractéristiques
Comparaison de la taille de 55 Cancri e avec celle de la Terre - Crédit : Spitzer/NASA.

Les nouvelles mesures de la masse et désormais du rayon de 55 Cancri e permettent de calculer une masse volumique de 10,9 g·cm-3, proche de celle du plomb. Il est néanmoins probable que cette planète ne soit pas formée de plomb mais possède un noyau constitué d'un mélange de fer et de nickel compacté par la gravité. 55 Cancri e rejoint donc le groupe des super-Terres fortement irradiées, dépourvues d'atmosphère et constituées essentiellement de roches et de métaux, auquel appartiennent déjà les planètes CoRoT-7 b et Kepler-10 b. La gravité de surface serait trois fois plus intense sur 55 Cancri e que sur Terre.

Le transit a également été observé dans le cadre de la mission chaude de Spitzer qui a trouvé un rayon de 2,3 RT. Il est possible donc que 55 Cancri e puisse avoir une exosphère de dioxyde de carbone (CO2) et de monoxyde de carbone (CO) qui bloque les rayons infrarouges observés par Spitzer. Il est possible également que l'une des mesures soit faussée. Si on ne prend en compte que la mesure de Spitzer, la planète pourrait être constituée à 20 % d'eau à l'état supercritique[13].

D'après une étude franco-américaine, la planète serait constituée de graphite en surface et, pour au moins un tiers de sa masse, de diamant à l'intérieur[14],[15].

Le transit de 55 Cancri e a été détecté avec le très modeste télescope spatial canadien MOST, car son étoile est très brillante vue de la Terre. Désormais, des instruments bien plus performants peuvent étudier en détail cette planète.

Carte thermique

En , Brice-Olivier Demory et ses collaborateurs publient un article dans lequel ils décrivent la réalisation d'une carte thermique de la planète[16],[17]. C'est ainsi la première carte thermique d'une super-Terre.

Notes et références
  1. (en) Rebekah I. Dawson et Daniel C. Fabrycky, « Radial Velocity Planets De-aliased: A New, Short Period for Super-Earth 55 Cnc e », The Astrophysical Journal, vol. 722,‎ , p. 937 (ISSN 0004-637X, DOI 10.1088/0004-637X/722/1/937, lire en ligne, consulté le )
  2. (en) Joshua N. Winn, Jaymie M. Matthews, Rebekah I. Dawson, Daniel Fabrycky, Matthew J. Holman, Thomas Kallinger, Rainer Kuschnig, Dimitar Sasselov, Diana Dragomir, David B. Guenther, Anthony F. J. Moffat, Jason F. Rowe, Slavek Rucinski et Werner W. Weiss, « A SUPER-EARTH TRANSITING A NAKED-EYE STAR », The Astrophysical Journal, vol. 737, no 1,‎ , p. L18 (lire en ligne) DOI:10.1088/2041-8205/737/1/L18
  3. « «55 Cancri e», une planète où il fait 2.500 degrés », sur www.20minutes.fr, (consulté le )
  4. 55 Cancri e sur la base de données SIMBAD.
  5. ScienceAtNASA, « ScienceCasts: Re-thinking an Alien World », (consulté le ).
  6. (en) Barbara E. McArthur et al., « Detection of a Neptune-mass planet in the ρ1 Cnc system using the Hobby-Eberly Telescope », The Astrophysical Journal, vol. 614, no 1,‎ , id. L81 (DOI 10.1086/425561, Bibcode 2004ApJ...614L..81M, arXiv astro-ph/0408585, lire en ligne [html], consulté le )
    Les coauteurs de l'article sont, outre Barbara E. McArthur : Michael Endl, William D. Cochran, G. Fritz Benedict, Debra A. Fischer, Geoffrey W. Marcy, R. Paul Butler, Dominique Naef, Michel Mayor, Didier Queloz, Stéphane Udry et Thomas E. Harrison.
  7. (en) Jack Wisdom, « A Neptune-sized planet in the ρ1 Cancri system », Bulletin of the American Astronomical Society, vol. 37, no 2,‎ , p. 525 (Bibcode 2005DDA....36.0508W, résumé)
  8. (en) « Record Fifth Planet Discovered Around Distant Star » (consulté le )
  9. (en) David A. Aguilar et Christine Pulliam, « Ground-based detection of super-Earth transit paves way to remote sensing of small exoplanets » [html], sur Center for Astrophysics, mis en ligne le (consulté le )
  10. (en) E. J. W. de Mooij et al., « Ground-based transit observations of the super-Earth 55 Cnc e », The Astrophysical Journal, vol. 797, no 2,‎ , id. L21 (DOI 10.1088/2041-8205/797/2/L21, Bibcode 2014ApJ...797L..21D, arXiv 1411.7660)
    Les coauteurs de l'article sont, outre E. J. W. de Mooij : M. Lopez-Morales, R. Karjalainen, M. Hrudkova et R. Jayawardhana.
  11. (en) « Liste des 305 exoplanètes sélectionnées » [html], sur NameExoWorlds (consulté le )
  12. (en) Debra A. Fischer, Geoffrey W. Marcy, R. Paul Butler, Steven S. Vogt, Greg Laughlin, Gregory W. Henry, David Abouav, Kathryn M. G. Peek, Jason T. Wright, John A. Johnson, Chris McCarthy et Howard Isaacson, « Five Planets Orbiting 55 Cancri », The Astrophysical Journal, vol. 675, no 1,‎ , p. 790-801 (lire en ligne) DOI:10.1086/525512
  13. 55 Cancri e : une superTerre avec un océan "supercritique" ? Article de Futura Sciences daté du 27 octobre 2011.
  14. Un Franc-Comtois co-découvreur d'une planète de diamant Article de l'Est Républicain daté du 12 octobre 2012.
  15. Le Point.fr, « Une étonnante planète de diamant découverte », sur lepoint.fr, (consulté le ).
  16. (en) JoAnna Wendel, « Space telescope findings suggest molten planetary surface », Eos, vol. 97,‎ (DOI 10.1029/2016EO049335, lire en ligne, consulté le ).
  17. (en) Brice-Olivier Demory, Michael Gillon, Julien de Wit, Nikku Madhusudhan, Emeline Bolmont, Kevin Heng, Tiffany Kataria, Nikole Lewis, Renyu Hu, Jessica Krick, Vlada Stamenković, Björn Benneke, Stephen Kane et Didier Queloz, « A map of the large day–night temperature gradient of a super-Earth exoplanet », Nature, vol. 532,‎ , p. 207-209 (DOI 10.1038/nature17169).

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
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