En 2016, la mission Kepler/K2 a découvert un système planétaire constitué de deux sub-Neptunes orbitant autour de l'étoile HD 224018. L'un de ces planètes a présenté un événement de transit unique. Pour en apprendre davantage sur ces planètes et leurs caractéristiques, nous avons commencé un suivi spectroscopique en 2017 avec HARPS-N. Cette approche nous a permis de mesurer les masses dynamiques des planètes par le biais des vitesses radiales. En parallèle, nous avons également utilisé le télescope CHEOPS pour recueillir des observations de transit supplémentaires. Cela nous a permis de déterminer les paramètres physiques fondamentaux de l'étoile hôte, qui est un analogue du "vieux Soleil", et d'approfondir notre compréhension des propriétés physiques de ces deux mondes.
À travers notre étude détaillée des vitesses radiales et des séries temporelles photométriques, y compris des données fournies par TESS, nous avons pu fournir des renseignements précis concernant les éphémérides, les rayons, les masses et les densités globales des deux planètes. Ce travail a révélé que le système était plus complexe que ce que K2 avait initialement montré. En effet, les vitesses radiales ont mis en lumière la présence de deux corps supplémentaires dans le système. D'une part, nous avons identifié un candidat compagnon froid dont l'orbite est excentrique, ayant une masse minimale presque équivalente à la moitié de celle de Jupiter. D'autre part, un super-Terre a été découvert à l'intérieur du système, affichant une période orbitale de près de 10,6 jours et une masse d'environ 4,1 fois celle de la Terre.
Enfin, des observations de TESS ont révélé un second transit pour l'une des deux compagnons initialement observés. Cela a permis de restreindre la période orbitale de cette planète à environ 138 jours, ce qui suggère une masse inférieure à 9 fois celle de la Terre. Grâce à la précision de nos mesures, nous avons pu engager une modélisation de la structure interne et de la composition de la deuxième planète la plus éloignée du système, un sub-Neptune chaud avec une densité globale de 3,9 g/cm³. Le système HD 224018 représente ainsi un ensemble fascinant de trois planètes en transit proches et d'un candidat massif froid et excentrique en orbite, mais d'autres suivis seront nécessaires pour mieux caractériser les propriétés physiques de ces corps célestes et pour comprendre leur architecture globale.
Retrouvez l'article scientifique au complet (en anglais) ici : Discovery of a multi-planetary system orbiting the aged Sun-like star HD 224018
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