Une jeune étoile agitée fait littéralement évaporer sa planète bébé en la bombardant de rayons X !
Découverte d’une toute jeune planète, TOI 1227 b, si proche de son étoile qu’elle en a été gonflée puis rapidement “évaporée” sous l’effet des rayons X émis par cette même étoile.
On a découvert une exoplanète si proche de son étoile que les vents et l’intense radiation X émis par celle-ci sont en train de l’“évaporer”, en arrachant rapidement son atmosphère… et pas seulement.
L’exoplanète TOI 1227 b occupe une place à part parmi les près de 6000 planètes découvertes et confirmées à ce jour.
Cette planète a eu la malchance de naître — ou de migrer — très près de son étoile, à une distance équivalente à un cinquième de celle qui sépare le Soleil de Mercure. Bien que cette étoile soit relativement froide, elle émet en revanche une grande quantité de rayons X.
Résultat : à cause de cette proximité, l’atmosphère de la planète est surchauffée (“cuisée”) puis arrachée (“évaporée”) par les puissants rayons X et le vent stellaire.
Mais entrons un peu plus dans le détail de cette découverte.
Découverte d’une exoplanète : que fait-on ensuite ?
La découverte d’une exoplanète n’est que le début d’un long et complexe travail d’observation et de modélisation théorique mené par les astronomes pour comprendre précisément la nature du monde nouvellement identifié.
Le cas de TOI 1227 b illustre bien ce processus.
L’étoile TOI 1227 a été observée par le télescope spatial TESS, aux côtés d’environ un million d’autres étoiles, dans le cadre d’une recherche d’exoplanètes basée sur la technique des transits. En analysant les données collectées par TESS, une équipe dirigée par Andrew W. Mann de l’Université de Caroline du Nord a découvert en 2022 l’existence d’une planète, baptisée TOI 1227 b, en orbite autour de cette étoile avec une période de 28 jours. En passant devant le disque stellaire, la planète a provoqué de légères éclipses qui ont permis de révéler sa présence.
Dès lors, une campagne d’observations s’est engagée pour mieux caractériser à la fois l’étoile et sa planète, afin de déterminer la nature exacte de ce système.
L’étoile TOI 1227 s’est révélée être une naine rouge, bien plus froide (avec une température de surface d’environ 3000 K) et bien moins massive (environ un dixième de la masse du Soleil) que notre étoile. Elle tourne sur elle-même en environ 1,6 jour.
Une propriété essentielle pour caractériser la planète est son âge. On détermine celui de l’étoile en partant du principe qu’il coïncide avec celui de la planète, puisqu’ils se sont formés presque en même temps. Plusieurs techniques ont été utilisées pour estimer cet âge, comme l’analyse du mouvement de l’étoile dans la galaxie, la comparaison de sa luminosité et de sa température avec des modèles d’évolution stellaire, ou encore la mesure de l’abondance de lithium, un élément dont la concentration varie avec le temps.
Il en ressort un âge d’environ 8 millions d’années, ce qui fait de TOI 1227 b la deuxième planète en transit la plus jeune connue à ce jour.
Mais l’aspect le plus fascinant concernant TOI 1227 reste l’abondance de rayons X émis par cette étoile. Un autre groupe de recherche, dirigé par Attila Varga du Rochester Institute of Technology (New York, États-Unis), a tenté d’observer cette étoile à l’aide du télescope à rayons X Chandra. Ces observations ont révélé que TOI 1227 est une source particulièrement intense de rayons X.
Qu’est-ce qui rend TOI 1227 b si particulier ?
Nous sommes face à une planète qui, ayant eu la malchance de se trouver extrêmement proche de son étoile (à une distance équivalente à un cinquième de celle entre Mercure et le Soleil), est littéralement « cuite » par la radiation émise par cette dernière.
Une première conséquence de cette radiation est que l’atmosphère de la planète est fortement dilatée (comme si elle avait « levé »). TOI 1227 b appartient à la catégorie des sous-neptuniennes, c’est-à-dire des planètes ayant une masse inférieure à celle de Neptune, mais une atmosphère très étendue. Ces planètes dotées d’une atmosphère anormalement gonflée sont appelées planètes « puff » ou « super-puff ».
Les particules qui composent cette atmosphère dilatée, fortement énergisées par les rayons X de l’étoile, parviennent facilement à échapper à la gravité de la planète. Cette évasion est facilitée par la pression exercée par la radiation émise par l’étoile ainsi que par les vents qu’elle génère.
Il en résulte que l’étoile TOI 1227 est en train de faire s’évaporer l’atmosphère de TOI 1227 b à un rythme extrêmement rapide. On estime qu’environ tous les 200 ans, cette planète perd l’équivalent de l’atmosphère terrestre, et que dans un milliard d’années, elle aura perdu une masse atmosphérique équivalente à deux fois celle de la Terre.
L’environnement dans lequel évolue TOI 1227 b est particulièrement hostile, bien loin de ce que l’on appelle la zone habitable de son étoile.
Des études supplémentaires permettront de mieux comprendre quel destin attend cette planète.
Référence de l'article :
"TESS Hunt for Young and Maturing Exoplanets (THYME). VI. An 11Myr Giant Planet Transiting a Very-low-mass Star in Lower Centaurus Crux" Andrew W. Mann et al 2022 AJ 163 156 DOI 10.3847/1538-3881/ac511d
"The Age and High Energy Environment of the Very Young Transiting Exoplanet TOI 1227b" Varga A. et al. 2025, https://doi.org/10.48550/arXiv.2506.04440