Une exoplanète à contre-courant : GJ 3090 b défie les lois de la formation planétaire
À environ 73 années-lumière de la Terre, une planète intrigue fortement la communauté astronomique. Baptisée GJ 3090 b, elle orbite autour de son étoile dans le sens inverse de la rotation de celle-ci, un comportement rare qui remet en question les scénarios classiques de formation des systèmes planétaires. Cette découverte, menée par une équipe de l’Université de Genève (UNIGE), a été publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics.
Une planète aux caractéristiques singulières
GJ 3090 b présente des dimensions remarquables : son rayon équivaut à 2,2 fois celui de la Terre et sa masse à 4,5 fois celle de notre planète. Elle appartient à la catégorie des planètes sub-neptuniennes, qui constituent la classe d’exoplanètes la plus répandue dans la Voie lactée. Sa proximité avec son étoile hôte — une naine rouge, bien plus froide que le Soleil — est extrême : une année complète y dure seulement 2,9 jours. C’est le télescope spatial TESS, épaulé par le spectrographe NIRPS développé en partie à Genève, qui a permis de la repérer.
Une orbite qui sort de l’ordinaire
Dans un système planétaire typique, les planètes tournent sur elles-mêmes et orbitent autour de leur étoile dans la même direction que celle-ci, et approximativement dans le même plan. C’est le cas de la majorité des planètes du système solaire, à deux exceptions près : Vénus et Uranus, dont la rotation est rétrograde par rapport au Soleil, bien que leur orbite reste alignée sur celle des autres planètes.
GJ 3090 b, elle, cumule les anomalies. L’angle qui mesure l’inclinaison de son plan orbital par rapport à l’axe de rotation de l’étoile atteint environ 136 degrés. À titre de comparaison, dans le système solaire, cet angle varie entre 3 et 7 degrés selon les planètes, la Terre affichant une valeur de 7 degrés. « Seuls cinq autres systèmes multiplanétaires connus possèdent une planète désalignée avec un angle supérieur à 70 degrés », souligne le communiqué de l’UNIGE.
Un mystère pour les astrophysiciens
Cette configuration orbitale inhabituelle constitue une véritable énigme. Aucun compagnon massif n’a été détecté à proximité qui pourrait expliquer, par son attraction gravitationnelle, la trajectoire perturbée de GJ 3090 b. Les chercheurs doivent donc envisager d’autres pistes.
Parmi les hypothèses avancées, l’une suggère que l’étoile GJ 3090 « pourrait avoir accrété un disque secondaire désaligné et rétrograde dans lequel les planètes du système se seraient formées », indique Vincent Bourrier, maître d’enseignement et de recherche au Département d’astronomie de l’UNIGE et coauteur de l’étude.
Pour comprendre ce scénario, il faut remonter aux origines d’un système planétaire. Tout commence par un nuage de gaz et de poussières qui s’effondre sur lui-même. Autour de l’étoile naissante se forme un disque de matière dans lequel les planètes vont se constituer. Dans le scénario idéal, la proto-étoile et son disque tournent dans le même sens, ce qui conduit à des planètes alignées et tournant dans la même direction que leur étoile.
Un angle ψ supérieur à 3 à 7 degrés peut signaler des perturbations dans ce processus, comme « une rencontre avec une autre étoile ou un effondrement asymétrique du nuage initial », précise le communiqué. Dans le cas de GJ 3090 b, les astronomes envisagent notamment l’accrétion d’un second disque, désaligné et tournant en sens opposé.
Un système unique en son genre
GJ 3090 b marque une première : il s’agit de la plus petite planète orbitant autour d’une naine rouge pour laquelle une obliquité orbitale tridimensionnelle a pu être mesurée. Elle constitue également le premier système multiplanétaire confirmé présentant un fort désalignement sans compagnon massif connu. Cette découverte ouvre ainsi de nouvelles perspectives sur les mécanismes de formation et d’évolution des systèmes planétaires, en particulier autour des étoiles naines rouges, les plus communes de notre galaxie.
