Espace

Découverte de 60 planètes « miroirs » géantes

Si la découverte était confirmée, ces nouveaux mondes pourraient aider les astronomes à mieux comprendre la formation des planètes connues sous le nom de « Jupiters chauds ».

De Nadia Drake
Cette illustration de la NASA montre un Jupiter chaud, un type de planètes de la masse de Jupiter mais situées 100 fois plus près de leur étoile que ne l'est Jupiter du Soleil.

Les planètes orbitant autour d'autres étoiles que la nôtre n'auront bientôt plus de moyen de se cacher.

Pour la première fois, des astronomes ont utilisé la reflection de la lumière stellaire pour déterminer la présence de 60 mondes plus vastes. Tandis que ces planètes traînent autour de leurs étoiles, elles agissent comme de grands miroirs qui réfléchissent brièvement la lumière des étoiles vers la Terre, provoquant une augmentation faible mais mesurable de la luminosité de leurs systèmes.

Ces découvertes doivent encore être confirmées indépendamment en utilisant d'autres méthodes. Mais si ces mondes existent bel et bien, ils pourront nous informer sur la formation de grandes planètes telles que Jupiter. 

« Vous pouvez observez un éclaircissement quand la planète passe derrière l'étoile parce qu'à ce moment-là, elle est sur son axe "journée",» explique Sarah Millholland, étudiante diplômée de l'université de Yale, qui présente son travail de recherche ce vendredi à la conférence Kepler and K2 Science.

Ces 60 potentielles planètes se cachaient parmi plus de 200 000 étoiles dans l'immensité du ciel que le télescope de la NASA Kepler a commencé à observer il y a 4 ans. Si le télescope a permis de déterminer l'existence de 2 300 mondes au milieu des étoiles, il ne permet pas pour l'instant d'observer tous les mondes qui existent dans le cosmos. 

Et pour cause : la sonde orbite autour du soleil et les systèmes planétaires éloignés doivent être en alignement pour que les planètes passent entre les étoiles et le télescope. Kepler peut détecter une planète lorsqu'elle occulte brièvement la lumière de son étoile. Cependant cette configuration ne se présente que dans 10 % des cas de Jupiters chauds (planètes de la masse de Jupiter mais situées 100 fois plus près de leur étoile que ne l'est Jupiter du Soleil). 

« Avec la méthode de transit, notre observation est biaisée par les systèmes qui sont alignés d'une certaine manière, ce qui signifie que nous n'avons pas la capacité d'explorer la vaste majorité des planètes de la galaxie, » avance Courtney Dressing de Caltech. « Sarah Millholland a trouvé un moyen d'identifier davantage de planètes, et ce même lorsque les systèmes ne sont pas alignés.»

La difficulté : ces planètes doivent être soit très grandes, soit très lumineuses.

« Il vous faut observer des planètes qui ont un rayon suffisant pour pouvoir refléchir la lumière, » commente Millholland. Ou alors un monde de taille plus modeste qui refléchira anormalement la lumière, comme peut le faire le monde de lave appelé Kepler-10b.

 

DES PLANÈTES RESPLENDISSANTES

En collaboration avec Greg Laughlin de l'Université de Yale, Millholland a conçu une approche de l'apprentissage technique pour révéler l'existence de ces planètes à partir de données que Kepler envoie depuis quatre ans. Se basant sur des travaux préliminaires, Millholland et Laughlin savaient à quoi s'attendre. De plus, on avait déjà pu observer plusieurs planètes - dont un Jupiter chaud transitant dans le champ de vision de Kepler - refléchir la lumière de leur étoile.

Ainsi, en synthétisant des milliers de données et en les croisant avec des observations de planètes connues, Millholland et Laughlin ont mis au point un algorithme pour traiter l'ensemble des données émises par Kepler et identifier des planètes brillantes.

Millholland a testé ce programme sur 142 630 étoiles repérées par Kepler en cherchant des mondes larges et orbitant autour de leur étoile en moins d'une semaine terrestre. 60 possibles Jupiters chauds sont alors apparus, soit plus de quatre fois plus qu'avec la méthode de transit utilisée précédemment.

Les Jupiters chauds sont rares, les observations indiquant qu'ils orbitent autour de seulement 1 % des étoiles semblables à notre soleil. Cette nouvelle méthode pour les détecter ne changera certainement rien à leur rareté mais elle pourrait aider les scientifiques à en savoir plus sur la manière dont ces mondes étrangers se forment : se forment-ils loin de leur étoile avant de s'en rapprocher ou se forment-ils précisément à la distance à laquelle ils orbiteront ensuite ?

Une manière de répondre à cette question est d'observer les Jupiters chauds avec la méthode déterminée par Millholland dans les systèmes où des mondes plus modestes ont été détectés orbitant relativement loin de leurs étoiles. Si des planètes larges et chaudes se cachent derrière ces étoiles, il est moins probable qu'elles se forment loin de celles-ci pour se rapprocher de l'astre ensuite. 

« Cela peut réellement changer notre conception de ces planètes que nous croyions solitaires. L'expérience nous dira si elles sont isolées ou si d'autres planètes plus petites orbitent elles aussi autour d'une même étoile », analyse Dressing.

Mais dans un premier temps, l'existence de ces planètes devra être vérifiée. Avi Shporer, également chez Caltech, pense que plusieurs de ces 60 mondes pourraient ne pas exister.

« La vérification d'une seule planète parmi des nouvelles candidates serait déjà une nouvelle exaltante, » dit-il, « d'un point de vue scientifique et pour l'amélioration de cette nouvelle technique de détection. »

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