Dans un système planétaire, les planètes interagissent gravitationnellement entre elles, ce qui modifie leurs orbites autour de l'étoile centrale. Ces variations peuvent être :
Ces types d'évolution ne s'excluent pas mutuellement. Par exemple, une résonance peut être à l'origine d'une forte évolution séculaire de l'excentricité d'une planète, conduisant, à terme, à des rencontres proches entre planètes et donc à du chaos orbital rapide.
Dans le Système solaire actuel, les orbites des planètes varient principalement de manière séculaire. La dynamique séculaire des planètes telluriques est cependant chaotique. Ce chaos séculaire (ou « chaos lent ») peut conduire à des collisions entre planètes sur une échelle de temps de plusieurs milliards d'années.
Les systèmes exoplanétaires observés ont généralement un âge de plusieurs centaines de millions d'années, voire de plusieurs milliards d'années. Il est donc très peu probable de les observer dans un état de chaos rapide pouvant mener à court terme à des éjections ou des collisions.
Ce constat peut être utilisé pour affiner notre connaissance de l'orbite de ces exoplanètes : il suffit pour cela d'exclure les paramètres orbitaux conduisant à du chaos rapide.
Dans une étude menée par Sophia Sulis, et avec la contribution de Charlie Lebarbé, nous avons utilisé cette méthode pour contraindre la masse et l'inclinaison orbitale de l'exoplanète HD 73344 c. La contrainte apportée par la stabilité du système n'est cependant pas très stricte.
Toutefois, en raison des interactions séculaires entre les deux planètes du système, l'orbite de la planète intérieure, HD 73344 b, est susceptible de changer fortement au cours du temps. Il est donc possible que cette exoplanète ne transite devant son étoile (tel qu'observé aujourd'hui) que pendant une fraction de son évolution séculaire.
Ce constat peut être utilisé pour contraindre fortement l'inclinaison et la masse de l'exoplanète HD 73344 c : il suffit pour cela d'exclure les paramètres orbitaux où la probabilité de transit de la planète b est très faible [xxv].
Les pulsars sont les restes d'étoiles massives en fin de vie. Ils tournent très rapidement sur eux-mêmes et émettent un rayonnement périodique qui peut être observé depuis la Terre. La chronométrie de ce signal permet de mesurer d'infimes perturbations gravitationnelles dans le voisinage des pulsars. C'est par cette méthode que les premières exoplanètes ont été découvertes.
Je participe au projet de Guillaume Voisin dans son étude du pulsar PSR J0337+1715, autour duquel gravitent deux naines blanches. Un signal particulier dans la chronométrie de ce pulsar l'a conduit à proposer l'existence d'une petite planète en orbite autour de ce système triple, dont la masse serait d'environ la moitié de la masse de notre Lune.
En raison de son architecture hiérarchique, ce système interagit essentiellement de manière séculaire. Nous avons montré que l'orbite proposée pour cette petite planète est stable à long terme, grâce à son inclinaison particulière qui la place au voisinage d'un point d'équilibre [xxvii]. Cette planète est donc peut-être la seule survivante d'une population de petites planètes qui étaient sur des orbites moins stables.
Dernière mise à jour : 11/2024.