mise à jour : 30 mars 2019
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- Techniques et méthodes

Statistique sur les étoiles hôtes I

Auteur: Sylvain Fouquet
Relation masse-taille des étoiles hôtes
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Relation masse-rayon pour les étoiles hôtes des exoplanètes. La distribution montre que les étoiles hôtes ont des propriétés similaires à celles du soleil avec des masses comprises entre 0,5 et 1,5 masse solaire et des rayons compris entre 1 et 2 rayon solaire.
Crédit : Sylvain Fouquet

Depuis le début de ce cours, seules les propriétés des exoplanètes ont été etudiées. Cependant beaucoup d'informations peuvent être aussi obtenues sur l'étoile hôte autour de laquelle l'exoplanète gravite. En voici les principales : type spectral, masse, rayon, position dans la galaxie ou encore métallicité.

Propriétés des étoiles

Une des premières études statistiques à entreprendre est la caractérisation des étoiles hôtes par leurs masses et leurs tailles. La figure ci-contre montre la relation masse-rayon des étoiles hôtes indiquant que la grande majorité des étoiles ont des masses et des tailles proches de celle du soleil (1 Mo, 1Ro) se situant au centre de la distribution. Cependant, il ne faudrait pas conclure trop hâtivement que seules les étoiles similaires au soleil pourraient abriter des exoplanètes. Notre étoile, le soleil, est une étoile typique parmi les étoiles du disque de la Voie Lactée ; donc lorsque les astrophysiciens cherchent des exoplanètes, ils les cherchent en majorité autour d'étoiles de type solaire. Il y a donc une surreprésentation de ce type stellaire dans l'échantillon des étoiles hôtes. Pour savoir si les exoplanètes peuvent se développer autour d'étoiles ayant des propriétés très différentes de celle du soleil, il faudrait observer un grand nombres d'étoiles de types différents.

L'échantillon actuel des étoiles hôtes ne permet pas une étude poussée pour connaître l'influence de l'environnement d'une étoile hôte sur son nombre d'exoplanètes. Les étoiles proches du soleil, se situant toutes dans le disque plutôt externe de la Voie Lactée, se trouvent dans un milieu peu dense par rapport à des étoiles au centre de la Voie Lactée dans le bulbe. Une étude sur la recherche d'exoplanètes faite dans l'amas globulaire 47 Toucan peut fournir une première indication. La densité de cet amas est bien plus grande que pour les étoiles autour du Soleil. 47 Toucan a de plus des étoiles de faible métallicité, une absence de gaz et des étoiles formées il y près de 12 milliard d'années. Le résultat de cette recherche est de n'avoir trouvé aucune exoplanète alors qu'une même étude faite au voisinage du soleil aurait permis d'en découvrir une vingtaine.

Ce résultat est cohérent avec ce que l'on attend de la formation des planètes. En effet, une étoile pauvre en métaux implique que son environnement est lui-même très probablement pauvre en éléments lourds donc en matériaux pour former une planète. Les amas globulaires sont connus pour être dépourvus de gaz ce qui entraîne l'impossibilité de la formation de planètes gazeuses. De plus un environnement dense n'est pas propice à la formation et à la stabilisation dans le temps d'un disque protoplanétaire autour d'une étoile. Ce disque pourrait avoir tendance à se disperser par interaction gravitationnelle . A l'opposé, il peut être aussi instructif de rechercher des planètes dans des milieux très peu denses comme dans le halo de la Voie Lactée ou dans les galaxies naines proches de la Voie Lactée afin d'être complet.

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