Des astronomes auraient découvert, ou bien la première exolune en orbite autour d’une exoplanète flottante, qui ne tournerait autour d’aucune étoile, ou bien une exoplanète de la masse de Neptune en orbite autour d’une étoile naine située près du centre de notre galaxie.
© NASA/JPL-Caltech
Au dernier pointage, 1 780 exoplanètes avaient été détectées. Il y en a de toutes les tailles et de toutes les masses. Dans les premiers temps de la recherche exoplanétaire ce sont essentiellement des planètes très massives et volumineuses, de grosses Jupiter, qui ont été observées. Ces dernières années, l’amélioration des techniques utilisées a permis la découverte d’un nombre croissant de planètes de « seulement » quelques masses terrestres. Mais l’annonce faite aujourd’hui dans la revue Astrophysical Journal par une équipe internationale à laquelle participent des chercheurs de l’Institut d’astrophysique de Paris constitue une première.
Ces chercheurs ont observé un phénomène qui ne peut s’expliquer, selon eux, que de deux façons différentes : soit par l’existence d’une exoplanète d’une masse équivalente à 4 fois celle de Jupiter autour de laquelle tournerait une exolune de 0,5 fois la masse de la Terre ; soit par une exoplanète de 18 fois la masse de la Terre en orbite autour d’une étoile très peu massive, à peine 0,12 fois la masse de notre Soleil.
Cette figure montre notre galaxie, vue du dessus. Le Soleil et le Système solaire sont indiqués par la flèche noire. Le panneau de gauche montre le premier scénario : une planète gazeuse avec son exolune dans la « banlieue » du Système solaire (à près de 2 000 années-lumière de distance). Le panneau de droite montre le deuxième scénario : un système composé d’une étoile de faible masse et d’une planète de type Neptune à presque 23 000 années-lumière ; ce système serait animé d’une grande vitesse relative dans notre galaxie.
© IAP
Dans le premier cas, l’exoplanète et son exolune auraient la particularité de se déplacer librement dans l’espace interstellaire, à près de 2 000 années-lumière de nous, sans orbiter autour d’une étoile, d’où le nom d’exoplanète flottante ou errante. Dans le second cas, l’étoile de faible masse et l’exoplanète volumineuse seraient situées à près de 23 000 années-lumière de nous et se déplaceraient à très grande vitesse par rapport à notre ligne de visée. Les responsables de cette découverte estiment ne pas pouvoir trancher entre les deux interprétations, aussi extraordinaires l’une que l’autre, mais ils pensent que la première solution, c’est-à-dire l’existence d’un couple exoplanète-exolune qui se déplacerait librement dans l’espace, sans être lié gravitationnellement à une étoile, ne peut pas être exclue. La méthode d’observation utilisée, celle de l’observation de l’amplification apparente du flux lumineux d’une étoile située à l’arrière-plan lors du passage du couple devant elle, par un effet de microlentille gravitationnelle, a déjà été utilisée avec succès depuis plus d’une décennie pour rechercher des exoplanètes ; elle a notamment permis la découverte d’une exoplanète de quelques masses terrestres, en 2006 (Beaulieu et al., 2006, Nature).
Effet de lentille gravitationnelle
Les rayons lumineux d’une étoile très lointaine, par exemple dans le centre de notre galaxie, sont déviés par un corps massif (étoile, planète), proche de la ligne de visée. On observe une amplification du flux de l’étoile au cours du temps. Si la lentille est composée de deux corps massifs, il est possible de les détecter tous les deux dans des conditions privilégiées.
© IAP
D’après les mesures obtenues par plusieurs télescopes terrestres lors de l’unique période d'observation du phénomène, en juin 2011, le rapport de masse entre les deux corps en orbite l’un autour de l’autre est de près de 2 000, d’où les deux explications envisagées. Dans le cas présent, le doute persistera, mais les astronomes sont à la recherche d’autres effets de microlentilles gravitationnelles du même type et ils sont persuadés que la sensibilité de cette méthode d'observation permettra un jour de détecter des couples d'exoplanètes-exolunes.
Sources
- A Sub-Earth-Mass Moon Orbiting a Gas Giant Primary or a High Velocity Planetary System in the Galactic Bulge, D.P. Bennett et al., Astrophysical Journal
- Communiqué de presse de l’Institut d’astrophysique de Paris/Cnrs/UPMC
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