Deux planètes pourraient-elles partager une orbite ? C’est peut-être une première.

Les astronomes veulent confirmer cette découverte sans précédent.

Les astronomes pensent avoir trouvé la première paire de planètes partageant la même orbite autour d’une étoile, quelque chose de jamais vu dans l’espace.

Une planète confirmée encerclant PDS 70, une étoile à environ 370 années-lumière de la Terre dans la constellation du Centaure, semble avoir un mystérieux compagnon. Le long de l’orbite mondiale connue, l’équipe a détecté un nuage de débris qui, selon eux, pourrait contenir les éléments d’une nouvelle planète ou les restes d’une planète déjà formée.

Dans notre système solaire, les objets co-orbitants, appelés chevaux de Troie, sont assez courants. Le meilleur exemple est celui des astéroïdes troyens, quelque 12 000 roches spatiales voyageant en deux essaims le long de l’orbite de Jupiter autour du soleil, l’un menant la planète et l’autre à la traîne.

Les experts ont prédit que des planètes troyennes devraient également exister dans l’univers. Mais trouver la preuve a été difficile.

« Jusqu’à présent, les exotroyens étaient comme des licornes », a déclaré Jorge Lillo-Box, l’un des astrophysiciens de l’équipe, dans un communiqué. « Ils sont autorisés à exister par la théorie, mais personne ne les a jamais détectés. »

La planète déjà confirmée, PDS 70 b, est une géante gazeuse, peut-être quatre à 17 fois plus lourde que Jupiter, à environ 2 milliards de kilomètres de son étoile. C’est à peu près la distance d’Uranus à notre soleil. D’après les découvertes de l’équipe, le nuage de débris, situé à environ 1,3 milliard de kilomètres de PDS 70 b dans la boucle autour de leur étoile, contient environ le double de la masse de la lune terrestre.

L’équipe a utilisé le télescope ALMA, géré en partenariat avec l’Observatoire européen austral, pour effectuer cette détection. La recherche faisait partie du projet Troy, un effort délibéré pour trouver les premiers soi-disant « exotrojans » – des planètes troyennes en dehors de notre propre système solaire – et étudier leur impact. Les nouvelles découvertes, dirigées par Olga Balsalobre-Ruza, doctorante au Centre d’astrobiologie de Madrid, sont publiées dans Astronomy & Astrophysics.

« Ils sont (pensés être) comme des fossiles de formation planétaire, puisqu’ils se forment en même temps que la planète », a-t-elle déclaré à Indigo Buzz. « Ils peuvent contenir de nombreuses informations sur les produits chimiques et les conditions du système lors de leur formation, mais également sur l’évolution du système. »

Ce que les scientifiques savent déjà des chevaux de Troie, c’est qu’ils résident dans des zones dites de Lagrange. Ces régions particulières sont spéciales parce que les forces gravitationnelles de la planète et de l’étoile hôte sont en équilibre et peuvent y piéger des objets comme le berceau d’un chat invisible.

Dans l’orbite de Jupiter, par exemple, les astéroïdes troyens ne semblent pas pouvoir s’échapper, une des principales raisons pour lesquelles les astronomes pensent qu’ils n’ont jusqu’à présent vu aucune météorite sur Terre constituée de roches troyennes. Le vaisseau spatial Lucy sans équipage de la NASA explorera ces roches mystérieuses, considérées comme des vestiges du système solaire primitif, au cours de la tournée d’astéroïdes de 12 ans de la sonde.

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L’idée de planètes co-orbitantes existe depuis quelques décennies. Dans un article de 2002, les scientifiques ont présenté la notion avec quelques explications possibles sur la façon dont les exoplanètes troyennes pourraient se former. Un scénario possible décrit une collision majeure entre deux noyaux de planètes primitives dans un jeune système solaire, similaire à la façon dont les théoriciens pensent qu’un impact géant a formé la lune de la Terre. La différence serait que le corps planétaire secondaire ne serait pas piégé dans la force gravitationnelle de la planète principale.

Le système PDS 70 est devenu la cible de ces chasseurs d’exoplanètes troyens car il s’agit de la seule pépinière planétaire confirmée, avec des bébés mondes en cours de formation. L’étoile hôte a 6 millions d’années, ce qui peut sembler ancien mais est en fait assez jeune par rapport au soleil, une étoile d’âge moyen à 4,5 milliards d’années.

PDS 70 b, ainsi qu’une autre planète géante gazeuse primitive, PDS 70 c, se nourrissent toujours du matériel de leur étoile. Ces planètes sont entourées d’un disque de gaz et de poussière formant des planètes, avec un large espace creusé par les planètes.

« Les exotrojans ont jusqu’à présent été comme des licornes. Ils sont autorisés à exister par la théorie, mais personne ne les a jamais détectés. »

Il serait difficile à ce stade de faire des hypothèses sur l’exoplanète troyenne potentielle. Elle partagerait la même distance relative de son étoile hôte que PDS 70 b, mais son climat pourrait différer selon la composition de la planète co-orbitante, si elle a une inclinaison et si elle tourne sur son axe. Bien que des frères et sœurs puissent être fabriqués à partir de matériaux similaires, le cheval de Troie n’est pas nécessairement une autre planète gazeuse, mais peut-être plus rocheux comme la Terre, a déclaré Balsalobre-Ruza.

« C’est possible, et c’est peut-être plus probable », a-t-elle déclaré.

L’équipe a examiné les données d’archives du télescope ALMA sur les zones de Lagrange sur l’orbite de PDS 70 b, détectant un faible signal provenant de l’une d’entre elles. La prochaine étape consistera à confirmer la détection en février 2026, lorsque les scientifiques prévoient d’utiliser le même observatoire au Chili pour voir si le PDS 70 b et le nuage de débris se déplacent ensemble le long de l’orbite. Il y a toujours une chance que ce qu’ils ont trouvé ne soit pas une exoplanète troyenne mais une autre planète primitive se formant sur une orbite séparée.

Balsalobre-Ruza s’attend à faire partie de l’équipe qui tentera de confirmer la détection. Si ce qu’ils soupçonnent est vrai, cela pourrait fournir un soutien concret à l’idée que les planètes troyennes sont un phénomène naturel dans le processus de formation des planètes.

« Ce serait incroyable et une percée pour le domaine que je ne pensais pas arriver, du moins si tôt dans ma carrière », a-t-elle déclaré.