TOI-1853 b
TOI-1853 b est une exoplanète chaude, massive et dense de type Neptune, orbitant autour de l'étoile naine orange TOI-1853, située dans la constellation du Bouvier, à environ 167 pc (∼545 al) de la Terre.
| TOI-1853 b | |
 Comparaison de la taille de TOI-1853 b (au centre) avec la Terre (à gauche) et Neptune (à droite). Deux compositions hypothétiques de TOI-1853 b sont montrées dans l'image du centre. | |
| Étoile | |
|---|---|
| Nom | TOI-1853 |
| Constellation | Bouvier |
| Ascension droite | 14h 05m 50,293s |
| Déclinaison | +16° 59′ 32,72″ |
| Distance | 545 al |
| Magnitude apparente | 12,3 |
Localisation dans la constellation : Bouvier   | |
| Planète | |
| Type | Neptune |
| Caractéristiques orbitales | |
| Demi-grand axe (a) | 0,021 3 ± 0,000 5 UA |
| Période (P) | 1,243 625 8 J |
| Inclinaison (i) | 84,7± 0,4 degré |
| Caractéristiques physiques | |
| Masse (m) | 73,2 ± 2,7 M⊕ |
| Rayon (R) | 3,46 ±0,08 R⊕ |
| Masse volumique (ρ) | 9,740 kg/m3 |
| Température (T) | 1 479 ± 25 K |
| Découverte | |
| Découvreurs | L. Naponiello et al. |
| Programme | TESS |
| Méthode | Transit |
| Date | 2023 |
| Prédécouverte | 2020 |
| Autre(s) méthode(s) de détection |
Vitesse radiale |
| Statut | Confirmée |
| Informations supplémentaires | |
| Autre(s) nom(s) | Gaia DR3 1233227944114002688 b ; TIC 73540072 b ; TOI-1853.01 ; TYC 1468-01031-1 b ; WISE J140550.26+165932.5 b |
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TOI-1853 b est une exoplanète chaude, massive et dense de type Neptune, orbitant autour de l'étoile naine orange TOI-1853, située dans la constellation du Bouvier, à environ 167 pc (∼545 al) de la Terre.
Découverte
[modifier | modifier le code]Elle a été découverte par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en 2020 et confirmée en 2023.
TESS a détecté pour la première fois TOI-1853 b transitant son étoile hôte début 2020. La planète était initialement connue sous le nom de TOI-1853.01 jusqu'à sa confirmation en 2023.
Pour confirmer sa nature planétaire, une équipe d'astronomes dirigée par Luca Naponiello a mené des observations de suivi à l'aide de divers télescopes depuis le sol. L'équipe de Naponiello a observé d'autres transits autour de la planète en mai et juin 2020, a recherché des compagnons éloignés potentiels grâce à des images haute résolution en mai-juin 2020 et février 2021. Elle a mesuré l'influence gravitationnelle de la planète sur la vitesse radiale de son étoile hôte grâce à la spectroscopie Doppler entre février 2021 et août 2022. Après analyse de leurs résultats, l'équipe de Luca Naponiello a publié la confirmation de TOI-1853 b dans la revue Nature en août 2023[1].
Caractéristiques
[modifier | modifier le code]Caractéristiques orbitales
[modifier | modifier le code]La planète orbite près de son étoile hôte, à 0,0213 UA (3,19 millions de km), avec une période orbitale de 1,24 jour, ce qui lui confère une température maximale d'environ 1 480 K (1 210 °C ; 2 200 °F). L'orbite de TOI-1853 b devrait être pratiquement circulaire, avec une limite supérieure d'excentricité orbitale de <0,03[1].
L'orbite de TOI-1853 b est inclinée de 84,7° par rapport au plan du ciel. Vue depuis la Terre, TOI-1853 b met environ 1,19 heure à transiter son étoile hôte. Bien que l'inclinaison orbitale de la planète par rapport à l'axe de rotation de son étoile hôte soit inconnue, il est prévu que l'inclinaison orbitale de la planète soit alignée avec la rotation de son étoile en raison des forces de marée. Les interactions gravitationnelles entre la planète et son étoile sont également responsables de la décroissance orbitale en cours ; on prévoit que TOI-1853 survivra au moins 4 milliards d'années dans le futur avant de se précipiter et s'enfoncer dans son étoile hôte[1].
Caractéristiques physiques
[modifier | modifier le code]D'un rayon de 3,46 ± 0,08 R⊕ et avec une masse 73 fois supérieure à celle de la Terre (77 % de la masse de Saturne), TOI-1853 b est un objet inhabituel parmi les planètes géantes en ce qu'elle a une densité très élevée entre 9 et 10 g/cm3 — presque deux fois plus dense que la Terre et plus élevée que celle de l'acier[2],[3]. La densité extrêmement élevée de TOI-1853 b implique qu'elle est sans doute presque entièrement composé de roche solide et d'eau, avec une fine atmosphère d'hydrogène et d'hélium, ce qui en fait une méga-Terre plutôt qu'une géante gazeuse[1].
La nature de TOI-1853 b remet en question les théories conventionnelles de formation et d'évolution planétaires. Deux hypothèses sont possibles quant à l'origine et à la nature de TOI-1853 b : il pourrait s'agir soit d'une ancienne géante gazeuse dont l'atmosphère a été arrachée par un chauffage intense de son étoile hôte, soit le résultat de multiples collisions entre super-Terres[1].
Orbite et température
[modifier | modifier le code]TOI-1853 b orbite près de son étoile hôte avec un demi-grand axe de 0,0213 UA (3,19 millions de km) et une période de révolution de 1,24 jour. À cette distance de son étoile hôte, TOI-1853 b est chauffée à une température d'équilibre de surface d'environ 1 480 K (1 210 °C; 2 200 °F). En tant que planète de type Neptune, la distance orbitale rapprochée de TOI-1853 b à son étoile hôte en fait un rare exemple de Neptune chaud situé dans le désert des Neptune chauds — une région de périodes orbitales plus courtes que 3,2 jours[4], où très peu d'exoplanètes de la taille de Neptune ont été découvertes. La rareté apparente des planètes géantes dans le désert des Neptune Chauds serait due à l'intense radiation de leur étoile hôte les dépouillant de leurs atmosphères[4].
Origine
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La forte abondance d'éléments chimiques lourds dans TOI-1853 b ne peut pas être expliquée par l'accrétion de matière à partir d'un disque protoplanétaire, ce qui remet en question les théories conventionnelles de la formation et de l'évolution planétaires. Dans leur étude de 2023, Naponiello et al. ont proposé deux hypothèses pour la formation et la nature de TOI-1853 b : il pourrait s'agir soit a, du rémanent de multiples collisions entre super-Terres, soit b, d'une ancienne planète géante gazeuse qui a migré vers son étoile hôte et a perdu son atmosphère en raison de son exposition à la chaleur intense de l’étoile hôte . Ces deux scénarios induisent des compositions différentes pour TOI-1853 b [1].
Compositions hypothétiques
[modifier | modifier le code]Bien que la composition de TOI-1853 b soit inconnue, elle peut être déduite de sa densité[5]. Dans leur étude de 2023, Naponiello et al. indiquent que la forte densité de TOI-1853 b peut s'expliquer par deux structures internes et enveloppes atmosphériques différentes. La première option avancée est que TOI-1853 b, serait composée à 99 % de roche et de métal et 1 % d'atmosphère, en masse. L'autre option possible est que TOI-1853 b, serait composée à 49,95 % de roche et de métal, 49,95 % d'eau sous forme de glace sous haute pression, possiblement en état de fluide supercritique, et 0,1 % d'atmosphère, en masse[1],[5]. Dans les deux hypothèses, l'atmosphère mince est supposée être principalement composée d'hydrogène et d'hélium (contenant éventuellement de la vapeur si elle est riche en eau), et la composante rocheuse de la planète est supposée être différenciée en un noyau de fer et un manteau de silicates. Naponiello et al. soutiennent qu'un intérieur riche en eau est plus probable si TOI-1853 b s'est formée par des collisions planétaires[1].
Il existe deux exoplanètes connues qui rivalisent avec la grande masse et densité de TOI-1853 b : ce sont TOI-849 b et TOI-332 b [6].
Étoile
[modifier | modifier le code]TOI-1853 est une étoile de la séquence principale de type spectral K2.5V(une naine orange).C'est une étoile relativement calme avec peu d'activité stellaire, ayant un magnitude apparente (Optique (bande spectrale V)) de 12,3. C'est la première cataloguée par l' Agence spatiale européenne avec le satellite Hipparcos (HIgh Precision PARallax COllecting Satellite) et publiée dans le catalogue Tycho en 2000. L'étoile a reçu la désignation de TIC7354007 et TOI-1853 lorsqu'elle a été observée pour la première fois par le satellite TESS en 2020. L'étoile a environ 80 % la taille du Soleil en termes de masse et de rayon, et elle est environ 37 % aussi lumineuse que le Soleil[7]. L'étoile est aussi plus froide que le Soleil, avec une température effective de près de 5 000 K (4 730 °C ; 8 540 °F).
Les observations spectroscopiques de TOI-1853 montrent qu'elle présente une métallicité plus élevée que le Soleil, avec des abondances de fer, de magnésium et de silicium environ 1,25 fois supérieures à celles du Soleil. L'étoile semble tourner lentement avec une vitesse de rotation (minimale) projetée de 1,3 ± 0,9 km/s. Les propriétés observées de l'étoile suggèrent qu'elle est âgée de 7,0+4,6
-4,3 milliards d'années[1].
Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « TOI-1853 b » (voir la liste des auteurs).
- (en) L. Naponiello, L. Mancini, A. Sozzetti, A. S. Bonomo, A. Morbidelli, J. Dou, L. Zeng, Z. M. Leinhardt, K. Biazzo, P. Cubillos, M. Pinamonti, D. Locci, A. Maggio, M. Damasso, F. Lanza, J. J. Lissauer et al., « An ultra-dense Neptune-sized planet in the hot-Neptune desert », Nature, vol. 622, 30 août 2023 (DOI 10.1038/s41586-023-06499-2, lire en ligne
)
- ↑ (en) Karen Sutherland, « Density of Steel »
, sur hypertextbook.com, 2004 (consulté le 11 avril 2026)
- ↑ (en) Enrico de Lazaro, « Supermassive Neptune-Sized Exoplanet Has Density Higher than Steel » , sur www.sci.news, 4 septembre 2023 (consulté le 11 avril 2026)
- (en) Shreyas Vissapragada et Aida Behmard, « The Hottest Neptunes Orbit Metal-rich Stars », The Astronomical Journal, vol. 169, février 2025 (lire en ligne )
- (en) Instituto de Astrofísica de Canarias, « The densest “Neptune” ever observed » , sur www.iac.es, 1er septembre 2023 (consulté le 11 avril 2026)
- ↑ (en) Ares Osborn, David J Armstrong, Jorge Fernández Fernández, Henrik Knierim, Vardan Adibekyan, Karen A Collins, Elisa Delgado-Mena, Malcolm Fridlund, João Gomes da Silva, Coel Hellier et al., « TOI-332 b: a super dense Neptune found deep within the Neptunian desert », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 526, no 1, novembre 2023 (lire en ligne )
- ↑ (en) Charles Q. Choi, « Scorching Neptune-size world is way too massive for astronomers to explain » , sur www.space.com, 30 août 2023 (consulté le 11 avril 2026)
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Articles connexes
[modifier | modifier le code]Liens externes
[modifier | modifier le code](en) TOI-1853 sur la base de données NASA Exoplanet Archive.
(en) TOI-1853 b sur le site de NASA Science.
(en) TOI-1853 sur la base de données Simbad du Centre de données astronomiques de Strasbourg.
