Une étude récente du système planétaire Kepler-51, situé à plus de 2 600 années-lumière de la Terre, a révélé la présence de trois exoplanètes géantes aux densités exceptionnellement faibles. Ces découvertes remettent en question les théories actuelles sur la formation des géantes gazeuses. Les planètes, nommées Kepler-51 b, c et d, ont des rayons sept à dix fois supérieurs à celui de la Terre, mais des masses seulement 3,7 à 5,6 fois celle de notre planète, ce qui leur confère des densités inférieures à 0,1 gramme par centimètre cube – moins que celle du coton candy. Les scientifiques sont parvenus à ces conclusions en analysant les variations de temps de transit (TTV), une méthode qui utilise les interactions gravitationnelles entre les planètes pour estimer leurs masses sans observation directe. Le système Kepler-51 est idéal pour cette technique, car ses planètes orbitent très près les unes des autres, créant des effets gravitationnels notables. Les astronomes surveillent le moment où une planète passe devant son étoile, provoquant une légère baisse de la luminosité stellaire. Dans les systèmes à plusieurs planètes, l’attraction gravitationnelle d’une planète peut légèrement modifier le timing du transit d’une autre, permettant aux scientifiques de calculer la masse de chaque planète avec une grande précision. La faible densité de ces planètes s’expliquerait par un petit noyau entouré d’une vaste enveloppe d’hydrogène et d’hélium. Cette structure leur permet d’avoir un volume important sans gagner beaucoup de masse, ce qui contredit les modèles classiques de formation des géantes gazeuses. Ces modèles supposent généralement un noyau solide massif capable d’attirer une atmosphère épaisse par gravité. Par ailleurs, Kepler-51 d est enveloppée d’une épaisse couche de brume, ce qui complique les efforts pour déterminer sa composition chimique. La découverte d’une quatrième planète dans le système Kepler-51 ajoute à la complexité de ce dernier. Cette observation s’inscrit dans un schéma croissant d’identification d’exoplanètes à faible densité, comme WASP-193 b, dont la densité n’est que de 0,059 gramme par centimètre cube. L’étude met en lumière la grande diversité des exoplanètes et souligne la nécessité d’effectuer davantage d’observations pour mieux comprendre comment les géantes gazeuses se forment et évoluent au fil du temps.