Vue d'artiste d'une planète flottant librement.
Des preuves alléchantes ont été découvertes pour une mystérieuse population de planètes «voyous» (ou «flottantes»), des planètes qui peuvent être seules dans l'espace lointain, non liées à toute étoile hôte. Les résultats incluent quatre nouvelles découvertes compatibles avec des planètes de masses similaires à la Terre, publiées aujourd'hui (6 juillet 2021) dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
L'étude, dirigée par Iain McDonald de l'Université de Manchester, au Royaume-Uni, (maintenant basée à l'Open University, au Royaume-Uni) a utilisé des données obtenues en 2016 lors de la phase de mission K2 du télescope spatial Kepler de la NASA. Au cours de cette campagne de deux mois, Kepler a surveillé un champ bondé de millions d'étoiles près du centre de notre Galaxie toutes les 30 minutes afin de trouver des événements rares de microlentilles gravitationnelles.
L'équipe d'étude a trouvé 27 signaux de microlentille candidats de courte durée qui variaient sur des échelles de temps comprises entre une heure et 10 jours. Beaucoup d'entre eux avaient déjà été vus dans des données obtenues simultanément à partir du sol. Cependant, les quatre événements les plus courts sont de nouvelles découvertes qui correspondent à des planètes de masses similaires à la Terre.
Ces nouveaux événements ne montrent pas de signal d'accompagnement plus long que l'on pourrait attendre d'une étoile hôte, ce qui suggère que ces nouveaux événements pourraient être des planètes flottant librement. De telles planètes se sont peut-être formées à l'origine autour d'une étoile hôte avant d'être éjectées par le remorqueur gravitationnel d'autres planètes plus lourdes du système.
Prédite par Albert Einstein il y a 85 ans à la suite de sa théorie générale de la relativité, la microlentille décrit comment la lumière d'une étoile d'arrière-plan peut être temporairement amplifiée par la présence d'autres étoiles au premier plan. Cela produit une courte rafale de luminosité qui peut durer de quelques heures à quelques jours. Environ une étoile sur un million de notre Galaxie est visiblement affectée par les microlentilles à un moment donné, mais seuls quelques pour cent d'entre elles devraient être causées par des planètes.
Kepler n'a pas été conçu pour trouver des planètes à l'aide de microlentilles, ni pour étudier les champs d'étoiles extrêmement denses de la Galaxie interne. Cela signifiait que de nouvelles techniques de réduction des données devaient être développées pour rechercher des signaux dans l'ensemble de données Kepler.
Iain note : « Ces signaux sont extrêmement difficiles à trouver. Nos observations ont pointé un télescope âgé et malade avec une vision floue vers l'une des parties les plus densément peuplées du ciel, où il y a déjà des milliers d'étoiles brillantes dont la luminosité varie et des milliers d'astéroïdes qui parcourent notre champ. De cette cacophonie, nous essayons d'extraire de minuscules éclaircissements caractéristiques causés par les planètes, et nous n'avons qu'une seule chance de voir un signal avant qu'il ne disparaisse. C'est à peu près aussi simple que de chercher le seul clignement d'une luciole au milieu d'une autoroute, en utilisant uniquement un téléphone portable.
Le co-auteur Eamonn Kerins de l'Université de Manchester commente également : « Kepler a réalisé ce pour quoi il n'a jamais été conçu, en fournissant de nouvelles preuves provisoires de l'existence d'une population de planètes de masse terrestre flottant librement. Maintenant, il passe le relais à d'autres missions qui seront conçues pour trouver de tels signaux, des signaux si insaisissables qu'Einstein lui-même pensait qu'il était peu probable qu'ils soient jamais observés. Je suis très heureux que la prochaine mission ESA Euclid puisse également se joindre à cet effort en tant qu'activité scientifique supplémentaire à sa mission principale.
Confirmer l'existence et la nature des planètes flottantes sera un objectif majeur pour les missions à venir telles que le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA et éventuellement la mission Euclid de l'ESA, qui seront toutes deux optimisées pour rechercher des signaux de microlentille.
Référence: "Képler K2 Campagne 9 - I. Événements candidats de courte durée de la première enquête spatiale pour la microlentille planétaire » par I McDonald, E Kerins, R Poleski, MT Penny, D Specht, S Mao, P Fouqué, W Zhu et W Zang, 6 juillet 2021, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
DOI : 10.1093/mnras/stab1377
