À environ 73 années-lumière de la Terre, une planète tourne dans le sens opposé à la rotation de son étoile. Son obliquité orbitale tridimensionnelle atteint environ 136 degrés, un désalignement spectaculaire qui interroge les scénarios de formation et d’évolution des systèmes planétaires.
📌 L’essentiel en 3 points
- GJ 3090 b suit une orbite rétrograde autour de son étoile naine rouge, avec une obliquité tridimensionnelle d’environ 136 degrés.
- La planète a été détectée par transit avec TESS et confirmée par des mesures de vitesse radiale ; NIRPS a permis de mesurer son orientation orbitale.
- Des observations de James-Webb et de WINERED révèlent une atmosphère contenant de l’hélium et un échappement gazeux compatible avec une photoévaporation active.
Une détection en deux temps
GJ 3090 b n’a rien d’un astre anodin. Repérée grâce au télescope spatial TESS puis confirmée par des mesures de vitesse radiale, cette sous-Neptune mesure environ 2,18 fois le rayon terrestre. Elle boucle une orbite autour de son étoile en 2,85 jours.
Autour d’elle se trouve une petite étoile froide de type M, une naine rouge bien moins massive et lumineuse que le Soleil. La proximité relative du système et la profondeur des transits font de GJ 3090 b une cible utile pour étudier une catégorie de planètes absente du Système solaire, les sous-Neptunes proches de leur étoile.
Une orbite à contresens
Le résultat est particulièrement frappant : GJ 3090 b suit une orbite rétrograde, c’est-à-dire qu’elle se déplace autour de son étoile dans le sens opposé à la rotation de celle-ci. L’équipe internationale associant notamment l’Université de Genève et l’Institut d’Astrophysique des Canaries a mesuré une obliquité orbitale tridimensionnelle d’environ 136 degrés, grâce à des observations spectroscopiques de haute précision réalisées avec NIRPS.
Une telle configuration tranche avec le scénario le plus simple de formation planétaire. Lorsqu’une étoile et ses planètes naissent dans un même disque de gaz et de poussières, leurs mouvements orbitaux tendent en principe à conserver une orientation commune. Une orbite rétrograde signale donc qu’une étape ultérieure a pu profondément remodeler l’architecture du système.
Plusieurs mécanismes pourraient être envisagés, sans qu’aucun ne soit établi pour GJ 3090 b comme par exemples, des interactions gravitationnelles avec un autre compagnon, une migration orbitale complexe ou encore une perturbation ancienne du système. L’origine exacte de ce retournement reste inconnue. La découverte montre néanmoins que les architectures planétaires autour des petites étoiles froides peuvent être bien plus diverses que ne le suggéraient les rares mesures disponibles.
GJ 3090 b se distingue surtout comme la première planète connue autour d’une petite étoile froide à présenter une orbite rétrograde clairement établie. L’angle de 136 degrés n’est donc pas un simple paramètre géométrique. Il conserve peut-être la trace d’événements dynamiques survenus au cours de l’histoire du système.
Une atmosphère en fuite
Un autre volet de l’étude de GJ 3090 b concerne son atmosphère. Des observations de transit avec le télescope spatial James-Webb ont permis de détecter une signature de l’hélium dans l’atmosphère de cette sous-Neptune.
Une étude distincte, réalisée à haute résolution spectrale avec l’instrument WINERED, a ensuite mis en évidence un puissant écoulement atmosphérique. Ce signal est compatible avec une érosion de l’enveloppe gazeuse sous l’effet du rayonnement de l’étoile. Les chercheurs estiment que ce processus de photoévaporation pourrait, à terme, épuiser l’enveloppe d’hydrogène et d’hélium de la planète en environ 300 millions d’années.
Le lien entre cette fuite atmosphérique et l’orbite rétrograde n’est pas démontré. Ces deux propriétés livrent toutefois le portrait d’un monde soumis à une histoire orbitale et atmosphérique particulièrement mouvementée.
À environ 73 années-lumière, une sous-Neptune tourne à rebours autour de sa naine rouge, tandis que son atmosphère semble s’échapper dans l’espace. Les données de TESS, les mesures de vitesse radiale et les observations à haute résolution de NIRPS permettent aujourd’hui de reconstituer avec davantage de précision l’architecture de ce système singulier.
