La découverte de cette planète exceptionnellement légère a été rendue possible grâce aux recherches doctorales menées par Khalid Barkaoui, ex-doctorant à l'Université Cadi Ayyad et à l'Observatoire de l'Oukaimeden, sous la direction de Zouhair Benkhaldoun, Directeur de l'Observatoire. Khalid Barkaoui a brillamment défendu sa thèse à l'Université Cadi Ayyad le 8 septembre 2020, et qui avait pour titre : "Détection et caractérisation d'exoplanètes en transit avec le télescope TRAPPIST-Nord." Actuellement, il occupe le poste de chercheur postdoctoral à l'Université de Liège et à l'Instituto de Astrofísica de Canarias.

Une équipe internationale de scientifiques a révélé l'existence d'une planète exceptionnellement légère en orbite autour d'une étoile lointaine. Cette découverte révolutionnaire a été publiée dans la revue Nature Astronomy.

La nouvelle planète, nommée WASP-193b, présente des dimensions dépassant celles de Jupiter tout en conservant une densité ne représentant qu'une fraction de sa magnitude. Les chercheurs ont déterminé que cette géante gazeuse dépasse la taille de Jupiter de 50 % mais présente une densité d'environ un dixième de celle de Jupiter, ce qui lui confère une densité extraordinairement faible comparable à celle du coton bonbon.

WASP-193b se classe comme la deuxième planète la plus légère découverte à ce jour, ne dépassant que la petite planète super gonflée de type Neptune, Kepler-51d. Sa combinaison remarquable de taille substantielle et de densité remarquablement faible en fait une anomalie parmi les plus de cinq mille exoplanètes identifiées jusqu'à présent.

Khalid Barkaoui, l'astronome principal derrière cette découverte révolutionnaire, commente : "WASP-193b est l'une des exoplanètes les plus extrêmes découvertes à ce jour. Sa densité super faible défie les modèles conventionnels des géants gazeux irradiés, même en supposant une structure sans noyau."

Francisco Pozuelos, astronome à l'Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC, Grenade, Espagne), ajoute : "Nous sommes perplexes quant à la place à attribuer à cette planète dans nos théories actuelles de formation, car elle les défie toutes. Nous ne pouvons pas expliquer ses origines. Un examen plus approfondi de son atmosphère fournira des informations sur la trajectoire évolutive de cette planète énigmatique."

La découverte de WASP-193b est issue des données collectées par le Wide Angle Search for Planets (WASP), une collaboration internationale d'institutions académiques exploitant des observatoires robotisés dans les hémisphères nord et sud. Ces observatoires utilisaient des caméras grand angle pour surveiller la luminosité de milliers d'étoiles à travers le ciel.

Les observations effectuées entre 2006 et 2008, puis de nouveau de 2011 à 2012, par l'observatoire WASP-Sud ont détecté des transits périodiques de WASP-193, une étoile similaire au Soleil située à 1 200 années-lumière de la Terre. Ces transits, caractérisés par des baisses de luminosité, ont été déterminés comme étant alignés avec le passage d'une planète devant l'étoile tous les 6,25 jours.

Pour valider la nature planétaire de l'objet éclipsant, les chercheurs ont utilisé les observatoires TRAPPIST-Sud et SPECULOOS-Sud situés dans le désert d'Atacama au Chili. De plus, des observations spectroscopiques des spectrographes HARPS et CORALIE au Chili ont été utilisées pour déterminer la masse de la planète.

L'accumulation des données a révélé une densité sans précédent pour WASP-193b. Avec une masse d'environ 0,14 fois celle de Jupiter et une taille 1,5 fois celle de Jupiter, la densité de la planète a été calculée à environ 0,059 gramme par centimètre cube, comparable à celle du coton bonbon.

Julien de Wit, co-auteur du Massachusetts Institute of Technology, remarque : "La nature éthérée de la planète est difficile à comparer avec un matériau solide. Sa similarité avec le coton bonbon provient de sa composition principalement gazeuse, rendant la planète incroyablement moelleuse."

Les chercheurs spéculent que WASP-193b est principalement composée d'hydrogène et d'hélium, semblable à la plupart des géants gazeux de la galaxie. Ces gaz forment probablement une atmosphère très étendue enveloppant la planète, s'étendant sur des dizaines de milliers de kilomètres au-delà de l'atmosphère de Jupiter. Cependant, le mécanisme conduisant à une telle inflation reste évasif pour les théories actuelles de la formation planétaire.

"WASP-193b présente un casse-tête fascinant", conclut Khalid Barkaoui. "Sa résolution nécessitera des investigations observationnelles et théoriques supplémentaires, notamment en utilisant le télescope spatial JWST pour mesurer ses propriétés atmosphériques et les confronter à divers mécanismes théoriques potentiellement responsables d'une telle inflation extrême."

“Ce n'est pas la première fois que des découvertes inédites sont faites par la participation des chercheurs de l'observatoire de l'Oukaimeden, ce qui témoigne du dynamisme scientifique de cette institution unique à l'échelle régionale”, conclue Zouhair Benkhaldoun le directeur de l'Observatoire qui relève de l'université Cadi Ayyad à Marrakech au Maroc.

Le numéro DOI pour l'article sera 10.1038/s41550-024-02259-y. 

Une fois l'article publié en ligne, il sera disponible à l'adresse URL suivante : https://www.nature.com/articles/s41550-024-02259-y

Contact :

Zouhair Benkhaldoun, Directeur de l'Observatoire de l'Oukaimeden : zouhair@uca.ac.ma

Khalid Barkaoui – postdoc-ULiege:  khalid.barkaoui@uliege.be