Des astronomes repèrent ce qui pourrait être une lune de la taille de Neptune dans un système solaire lointain
En parcourant les données d'archives du télescope spatial Kepler, désormais à la retraite, les astronomes ont trouvé un nouveau candidat prometteur pour l'exolune, dans ce qui est une découverte exceptionnellement rare.
À ce jour, les astronomes ont confirmé l'existence de 4 884 planètes au-delà de notre système solaire, et 8 414 autres attendent d'être confirmées. Malgré cela, les astronomes n'ont pas encore confirmé la présence d'une exomoune en orbite autour de l'une de ces exoplanètes. C'est surprenant si l'on considère que notre système solaire abrite à lui seul plus de 175 lunes.
Oui, des exolunes potentielles ont été repérées au fil des ans, dont le candidat très prometteur Kepler-1625 bi, que les astronomes ont détecté en 2018, ainsi qu'un lot d'exolunes supposées décrites en 2020 que des analyses indépendantes ont par la suite écartées (voir ici et ici ) . Mais ces observations restent rares. De manière encourageante, nous pouvons maintenant ajouter une nouvelle exomoon à cette liste de candidats extrêmement petite, comme les scientifiques l'ont annoncé aujourd'hui dans un nouvel article de Nature Astronomy .
Frustrant, c'est encore un autre exomoon candidat "qui nécessitera des observations de suivi", car "la nature et les preuves à l'appui exigent un scepticisme approprié en ce moment", écrivent les scientifiques dans leur étude. Le document estime qu'il y a 1% de chances que le signal d'exomoune observé soit un faux positif, ce qui, en ce qui concerne les scientifiques, est une incertitude intolérable.
J'ai demandé à David Kipping de l'Université de Columbia, le premier auteur de la nouvelle étude, pourquoi les astronomes ont eu du mal à confirmer la présence de satellites naturels autour d'exoplanètes lointaines. "Les exomoons", a-t-il répondu dans un e-mail, "sont généralement censés être petits et avoir leurs signaux mélangés avec leur plus grande planète hôte, ce qui les rend difficiles à démêler."
La méthode de détection du transit, il est juste de le dire, est en partie responsable de cela. Les astronomes peuvent repérer des exoplanètes en mesurant la gradation périodique d'étoiles lointaines, résultat d'un objet passant temporairement devant. Discerner un signal dans ce signal, en particulier pour une petite lune, s'avère être un défi. Dans le même temps, la méthode des transits a conduit à un biais dans lequel les astronomes privilégient les exoplanètes à périodes orbitales courtes (ces exoplanètes passent plus fréquemment devant leur étoile hôte, permettant des observations répétées sur des échelles de temps courtes). Le problème est que les planètes proches de leurs étoiles hôtes ne sont peut-être pas les meilleures candidates pour héberger des exomoons.
Notre système solaire en est un parfait exemple ; les géantes de gaz et de glace Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont situées loin du Soleil, mais elles sont entourées de lunes. Dans cet esprit, Kipping et ses collègues ont décidé d'étudier des exoplanètes froides avec de longues périodes orbitales dans l'espoir de repérer des exomoons.
Pour ce faire, ils ont examiné les données recueillies par le regretté grand télescope spatial Kepler. Un "petit échantillon de candidats planétaires à longue période a été découvert par Kepler - des mondes avec des orbites supérieures à celle de la Terre autour du Soleil", écrivent les scientifiques dans leur étude. "Les planètes de la taille de Jupiter parmi celles-ci présentent un intérêt particulier, car la formation de satellites est considérée comme le résultat naturel de la formation de ces planètes."
L'équipe s'est concentrée sur 70 exoplanètes géantes gazeuses, qui présentent toutes des périodes orbitales de plus d'un an. Parmi ceux-ci, un seul présentait un signal compatible avec une exolune, mais c'était néanmoins un signal. L'exolune apparente, située à 5 700 années-lumière de la Terre , "provoque un transit comme le fait l'exoplanète", mais "ce deuxième transit est beaucoup moins profond et chevauche le creux principal", a déclaré Kipping à Gizmodo.
Le candidat exomoon a été trouvé avec la géante gazeuse de la taille de Jupiter Kepler-1708 b, qui orbite autour d'une étoile semblable au Soleil à une distance de 1,6 UA (dans laquelle 1 UA est la distance moyenne de la Terre au Soleil). Le candidat a été désigné Kepler-1708 bi, dans lequel le "i" représente la prétendue exolune.
Fait fascinant, à 2,6 fois la taille de la Terre, cette lune est plutôt grande. Nous n'avons évidemment rien de tel dans notre système solaire, la plus grande lune étant Ganymède de Jupiter, qui fait moins de la moitié de la taille de la Terre. Cette observation est également intéressante car Kepler-1625 bi, le candidat exomoon repéré en 2018, est également très gros. Ainsi, "Kepler-1708 bi rejoint Kepler-1625 bi comme un autre exemple d'un candidat exomoon d'une taille inattendue - faisant écho à la surprise que les découvertes de Jupiter chaud ont suscitée au milieu des années 1990", écrivent les scientifiques.
Le défi sera maintenant de comprendre comment ces grandes lunes se sont formées et comment elles se sont installées en orbite autour de géantes gazeuses à longue période. En supposant, bien sûr, qu'il s'agisse de véritables exomoons et non d'une chasse colossale à l'oie sauvage. Les explications avancées dans le nouvel article incluent les collisions planète contre planète, la formation de lunes dans des disques circumplanétaires gazeux ou la capture gravitationnelle directe.
La réponse, quelle qu'elle soit, nous apprendra sans aucun doute quelque chose de nouveau sur les systèmes planétaires et leur formation. Mais tout d'abord, les astronomes doivent encore confirmer que ces objets sont de véritables exolunes. Espérons que les futures observations du télescope Webb récemment lancé et d'autres observatoires fourniront cette réponse indispensable.
Plus : Notre galaxie pourrait regorger d'exolunes habitables .
