Le télescope Kepler a observé des milliers d'étoiles pendant des années, détectant les planètes grâce aux minuscules baisses de luminosité lorsqu'elles passent devant leur étoile. Ce passage, ou transit, permet de mesurer la taille de la planète, mais pas la forme de son orbite. Cependant, si une planète suit une orbite allongée, elle accélère puis ralentit — et l'intervalle entre les baisses de lumière « fluctue » légèrement. Ce sont précisément ces variations temporelles qui ont révélé aux astronomes le secret des orbites.
Une équipe dirigée par Gilbert a analysé les données de 1626 planètes et, grâce à la statistique bayésienne (une méthode qui sépare soigneusement le signal du bruit), a estimé à quel point leurs orbites sont allongées. Il en ressort que les petites planètes avec une période de moins de quatre jours ont des orbites presque circulaires — les forces de marée de l'étoile les ont « lissées », comme l'eau polit les galets. Pour les planètes géantes, cela était connu depuis longtemps, mais pour les super-Terres et les sub-Neptunes, c'est une première.
Ensuite, cela devient plus intéressant. Les planètes dont on ne voit qu'un seul transit (les « solitaires ») ont des orbites plus allongées que celles qui appartiennent à des systèmes avec deux planètes visibles ou plus. Et les systèmes à deux planètes ont des orbites plus allongées que ceux à trois planètes ou plus. En comparant ces données avec des modèles informatiques de formation planétaire, les astronomes en concluent que les « solitaires » ont en moyenne environ trois voisins, mais que nous ne les voyons pas à cause de l'inclinaison des orbites. Les « paires » ont encore plus de voisins — de quatre à six.
Par ailleurs, aucune corrélation n'a été trouvée entre la forme de l'orbite et les distances entre les planètes, la dispersion de leurs tailles ou leur ordre de disposition. Cela suggère que de nombreuses familles planétaires ont grandi calmement, sans collisions violentes ni « bagarres gravitationnelles » qui auraient pu allonger les orbites. À l'avenir, avec des méthodes d'analyse plus fines, il sera peut-être possible de discerner les faibles traces d'une jeunesse turbulente.
La planète la plus proche du Soleil, Mercure, a l'orbite la plus allongée de toutes les planètes de notre système : sa distance au Soleil varie de 46 à 70 millions de kilomètres. En revanche, l'orbite de la Terre est presque circulaire — la différence n'est que de 5 millions de kilomètres.
Dans le roman de Liu Cixin, « Le Problème à trois corps », une planète à l'orbite chaotique autour de trois étoiles traverse des ères de chaleur insoutenable et de froid glacial — un exemple frappant de la façon dont la forme de l'orbite régit le climat.