Des planètes rocheuses comme la Terre mais sans étoile

Une nouvelle étude suggère que le nombre de planètes qui ne sont pas en orbite autour d’une étoile ou de tout autre corps est beaucoup plus élevé que les planètes qui le sont.

Ces planètes sans liens avec des étoiles ou des corps comparables sont appelées « planètes sans étoiles », « planètes voyous » ou « planètes solitaires ». Sans avoir à suivre une orbite autour d’une étoile, elles tournent simplement autour du centre de la galaxie.

Les résultats de la nouvelle étude impliquent que le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA, dont le lancement est prévu dans l’espace en mai 2027, pourrait trouver un nombre stupéfiant de 400 mondes voyous de masse terrestre. En fait, une possible planète de cette classe a déjà été identifiée dans cette nouvelle étude.

L’étude a été menée par des scientifiques de la NASA (l’agence spatiale américaine) et de l’Université d’Osaka au Japon.

L’équipe dirigée par David Bennett (NASA) et Takahiro Sumi (Université d’Osaka) estime que dans notre galaxie il y a 20 fois plus de planètes voyous que d’étoiles, c’est-à-dire : des milliards (des millions de millions) de mondes parcourant la seule galaxie.

Il s’agit de la première estimation du nombre de planètes voyous dans la galaxie qui prend en compte des mondes moins massifs que la Terre.

Les découvertes de l’équipe proviennent d’une enquête de neuf ans sur le cosmos appelée MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) à l’Observatoire astronomique du Mont John en Nouvelle-Zélande.

La lentille gravitationnelle est le phénomène qui se produit lorsqu’un objet astronomique supermassif dans l’espace, par exemple un amas de galaxies, passe, du point de vue visuel de la Terre, devant une galaxie ou un autre objet lumineux qui brille beaucoup plus loin en arrière-plan. La forte attraction gravitationnelle de l’objet supermassif dévie les rayons lumineux de l’objet distant derrière lui, grossissant l’image comme une lentille optique. Cela permet aux astronomes de voir l’objet le plus éloigné avec une résolution beaucoup plus élevée que ce qui serait possible sans lentille gravitationnelle.

Le phénomène de microlentille gravitationnelle suit le même principe mais à une échelle beaucoup plus petite. Cela se produit lorsqu’un corps, comme une étoile ou une planète, s’aligne presque parfaitement avec une étoile qui n’est pas liée au corps mais située juste derrière lui du point de vue visuel de la Terre. Étant donné que tout ce qui a une masse déforme le tissu de l’espace-temps, même un peu, la lumière de l’étoile lointaine se courbe autour de l’objet le plus proche de la Terre lorsqu’elle passe à proximité. L’objet le plus proche agit comme une lentille naturelle, créant un bref pic de luminosité de la lumière de l’étoile d’arrière-plan qui donne aux astronomes des indices sur l’objet intermédiaire qu’ils ne pourraient pas obtenir autrement.

“La microlentille est le seul moyen de trouver des objets comme des planètes voyous de faible masse”, explique Sumi.

La planète de masse terrestre que l’équipe a découverte est la deuxième du genre à être découverte.

Recréation d’artiste d’une planète voyou de type rocheux comme la Terre et d’une masse semblable à la sienne mais figée et plongée dans une nuit froide et perpétuelle, du fait de l’absence d’étoile proche. (Image: Centre de vol spatial Goddard de la NASA)

En quelques décennies seulement, nous sommes passés de la connaissance des seules planètes de notre système solaire à la découverte de plus de 5 300 planètes en dehors de celui-ci. La grande majorité de ces mondes capturés en dehors du système solaire sont immenses, très proches de leur étoile, ou présentent les deux caractéristiques, car ces caractéristiques favorisent la détection avec les moyens dont nous disposons actuellement. En revanche, les résultats de la nouvelle étude suggèrent que les planètes voyous avec des masses similaires à celles de la Terre sont plus courantes que les planètes voyous de masse élevée.

Dans l’un des premiers épisodes de la série originale Star Trek, l’équipage du vaisseau Enterprise trouve l’une de ces planètes solitaires au milieu d’un supposé désert stellaire (une zone du cosmos dépourvue d’étoiles). L’équipage est surpris de découvrir que Gothos, la planète sans étoiles, est habitable. Bien qu’une planète voyou habitable puisse être plausible, les auteurs de la nouvelle étude soulignent que la planète voyou nouvellement détectée ne partage probablement pas beaucoup d’autres caractéristiques avec la Terre au-delà d’une masse similaire.

Les événements de microlentille qui révèlent des planètes voyous sont extraordinairement rares, donc une façon d’en trouver bien plus que ce que nous pouvons actuellement est d’utiliser des instruments d’observation beaucoup plus puissants et spécifiques que ceux actuellement disponibles. Nous aurons un tel instrument en mai 2027, lorsque, si tout se passe comme prévu, le télescope spatial romain Nancy Grace sera lancé dans l’espace.

Les meilleures estimations précédentes, basées sur des planètes en orbite autour d’étoiles, suggéraient que Roman détecterait 50 planètes sans étoiles avec des masses similaires à celles de la Terre. Les résultats de la nouvelle étude suggèrent qu’elle pourrait en fait en trouver environ 400, bien que nous devions attendre que Roman commence à scanner le ciel pour faire des prédictions plus précises. (Fontaine: NCYT de Amazings)