Les astronomes repèrent plus de 170 exoplanètes voyous, le plus grand trésor à ce jour
Une collaboration internationale d'astronomes rapporte la découverte de 70 à 170 planètes voyous, dans ce qui est une réalisation scientifique sans précédent.
Les planètes voyous sont aussi effrayantes que mystérieuses. Flottant à travers l'étendue sombre de l'espace interstellaire, ces planètes sont sans étoiles hôtes, ayant soit quitté leur système stellaire d'origine , soit n'ayant jamais eu de système stellaire d'origine en premier lieu. Les astronomes ont découvert les planètes flottantes pour la première fois dans les années 1990, mais de nombreuses questions restent sans réponse, telles que les conditions dans lesquelles elles se forment, leur taille et leur composition, et leur abondance relative dans la galaxie.
La recherche publiée aujourd'hui dans Nature fait avancer l'aiguille sur ces questions astronomiques, car une équipe de scientifiques a repéré plus de 170 planètes voyous dans une région voisine de la Voie lactée connue sous le nom d'association stellaire Upper Scorpius OB (par "à proximité" nous' re parler d'environ 420 années-lumière). Cela double effectivement le nombre total de planètes flottantes connues, signe que la population totale de planètes voyous dans notre galaxie est énorme. En effet, le nombre total de planètes voyous soupçonnées de se cacher dans la Voie lactée aurait rendu le regretté Carl Sagan très fier, car il se chiffre probablement en milliards et en milliards, et peut-être en milliers de milliards .
Les planètes voyous nouvellement détectées ont été détectées dans près de 20 ans de données astronomiques, y compris des observations recueillies par l'Observatoire européen austral, le télescope Canada-France-Hawaï, le télescope Subaru et le satellite Gaia de l'ESA. Hervé Bouy, astronome à l'Université de Bordeaux et chef de projet, a déclaré que les données mises à disposition par le biais du vaste NOIRLab Astro Data Archive étaient "fondamentales pour cette étude", comme il l'a expliqué dans une déclaration de NOIRLab .
Dans un e-mail, Núria Miret-Roig, astronome à l'Université de Bordeaux et première auteure de la nouvelle étude, a déclaré que le nouveau travail couvre une "zone extrêmement vaste dans le ciel", environ 170 degrés carrés, ce qui est beaucoup plus grand que enquêtes précédentes. "Cela a été possible grâce à la compilation de toutes les images disponibles dans les archives publiques avec nos propres observations", a-t-elle déclaré. L'énorme quantité de données (80 000 images totalisant 100 To) a obligé l'équipe « à combiner des outils statistiques modernes avec des techniques d'exploration de données ».
Un aspect clé de l'étude était la technique utilisée pour repérer les planètes voyous. La détection de planètes flottant librement est un défi, car elles ne sont pas associées à une étoile hôte et il n'est pas immédiatement évident de savoir où elles se trouvent dans l'immensité de l'espace. L'approche traditionnelle de détection des planètes voyous, la microlentille, dépend des alignements aléatoires entre une planète voyou et une étoile d'arrière-plan non apparentée. Le problème avec les microlentilles est qu'elles ont tendance à être des événements ponctuels, et la planète voyou ne sera probablement plus jamais vue. L'incapacité d'étudier une exoplanète pendant une période prolongée représente une énorme limitation.
Un aspect passionnant de la nouvelle étude est que les planètes voyous nouvellement détectées peuvent être étudiées à l'avenir. Miret-Roig et ses collègues ont travaillé sur l'hypothèse que certaines planètes voyous, formées il y a seulement quelques millions d'années, sont encore très chaudes et sont donc directement détectables par les télescopes. Pour l'étude, l'équipe s'est penchée sur ces 80 000 images à grand champ, mesurant la lumière sur une gamme de longueurs d'onde optiques et proches de l'infrarouge. L'équipe a également mesuré les minuscules mouvements effectués par les objets, ce qu'ils ont fait pour les réaffirmer davantage en tant que planètes filant dans l'espace sans hôtes.
Pas moins de 3 455 candidats ont été identifiés, dont 70 à 170 objets de la taille de Jupiter ont été considérés comme de véritables exoplanètes voyous. Les astronomes n'ont pas pu déterminer un nombre exact en raison d'incertitudes liées à l'âge présumé de la région et à la masse des objets.
« Nous avons pu déduire des masses individuelles en comparant la luminosité de chaque planète avec des modèles théoriques. La principale difficulté est que les planètes sont relativement brillantes lorsqu'elles sont jeunes et qu'elles s'estompent rapidement avec le temps », a expliqué Miret-Roig. "Ensuite, si l'âge de la planète n'est pas connu avec précision - ce qui est le cas dans notre échantillon - il est difficile de différencier une vieille planète massive d'une plus jeune mais moins massive."
Une étude de suivi pour mesurer l'âge et la masse précis de ces exoplanètes présumées voyous est prévue, ainsi que certaines observations spectroscopiques pour "déterminer d'autres propriétés physiques telles que la température effective et la composition", a-t-elle déclaré. Les futurs observatoires, comme le futur télescope spatial Webb, l'Extremely Large Telescope (ELT) et l'observatoire Vera C. Rubin, pourraient encore valider ces résultats.
Un autre aspect passionnant de cette étude est ce qu'elle nous apprend sur les conditions dans lesquelles les planètes voyous se forment. Deux théories visent à expliquer comment des planètes comme celle-ci ont vu le jour. Soit ils se forment à partir de disques protoplanétaires autour d'étoiles hôtes, puis sont expulsés dans l'espace interstellaire, soit ils se forment à partir de l'effondrement de nuages de gaz trop petits pour former des étoiles.
Miret-Roig a déclaré que le nombre total d'objets errants observés dans la nouvelle étude "dépasse le nombre de planètes flottantes attendues si elles ne se forment que comme des étoiles à partir de l'effondrement d'un petit nuage moléculaire, indiquant que d'autres mécanismes doivent être en jeu". Les astronomes « peuvent donc dire que les deux mécanismes doivent être à l'œuvre et que la contribution des éjections à la population finale doit être significative ».
Étant donné que les planètes voyous sont probablement produites par les deux processus, le nombre total de planètes voyous devrait être énorme. Comme Carl Sagan énorme. Grâce à ces études de suivi à venir et aux futurs télescopes, nous devrions nous attendre à en apprendre beaucoup plus dans les années à venir.
Plus : Des planètes voyous peuvent se former sans étoile mère .
