Le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA a peut-être découvert sa première planète flottante, ou « orpheline ». C’est une planète qui parcourt le cosmos sans étoile, toute seule.
Cette découverte potentielle démontre que TESS peut utiliser un phénomène suggéré pour la première fois par Albert Einstein il y a plus de 100 ans pour repérer ces planètes dites voyou.
Bien que nous soyons plus familiers avec les planètes en orbite autour d’une ou plusieurs étoiles mères après avoir découvert plus de 5 000 exoplanètes qui existent dans un tel arrangement, on estime que la Voie lactée est peuplée d’un grand nombre de planètes voyou flottant librement. , aussi.
En fait, notre galaxie peut contenir jusqu’à un quadrillion (10 suivis de 14 zéros) de planètes voyous qui ont été éjectées de leur système d’origine par des interactions gravitationnelles avec d’autres planètes ou des étoiles qui passent. Cela signifie que ces mondes flottants pourraient largement dépasser en nombre le nombre d’étoiles traversant la Voie lactée. Ainsi, la détection potentielle d’un tel orphelin cosmique par TESS, lancé en 2018, est un gros problème.
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“Nous avons découvert le premier signal dans les données TESS qui correspond à ce que l’on pourrait attendre d’une microlentille sur une planète flottant librement”, a déclaré Michelle Kunimoto, co-responsable de l’équipe. chercheur postdoctoral spécialisé dans la détection d’exoplanètes au Massachusetts Institute of Technology (MIT), a déclaré à Space.com.
“Ce n’est que le premier secteur que nous avons parcouru parmi les 75 observés par TESS, chaque secteur correspondant à environ 27 jours d’observations par TESS”, a poursuivi Kunimoto. “Trouver quelque chose si tôt était surprenant, mais vraiment excitant.”
Si ce signal indique réellement une exoplanète voyou, dit l’équipe à Space.com, il s’agirait probablement d’une planète avec une masse plusieurs fois supérieure à celle de la Terre, à une distance d’au moins 6 500 années-lumière.
Un peu d’aide pour la “chasse aux voyous” d’Einstein
La majorité des exoplanètes détectées jusqu’à présent ont été évoquées grâce à l’effet qu’elles ont sur leur étoile mère. Cela pourrait être une « oscillation » dans le mouvement de l’étoile provoquée par le remorqueur gravitationnel mineur d’une planète en orbite, ou une baisse de lumière qui se produit lorsqu’une planète en orbite traverse ou « transite » la face de son étoile.
Cependant, sans étoile parent, aucune de ces méthodes ne s’applique. C’est ce qui rend la détection de planètes voyous si difficile.
“Les planètes voyou sont sombres, comme on peut s’y attendre, et elles ne tournent autour d’aucune étoile, ce qui signifie que les techniques habituelles de détection des exoplanètes ne fonctionnent pas vraiment”, a déclaré Kunimoto.
Heureusement, la théorie de la gravité d’Einstein de 1915, mieux connue sous le nom de relativité générale, prédit un phénomène qui peut être utilisé pour repérer ces exoplanètes flottantes.
Einstein suggère que les objets ayant une masse courbent le tissu même de l’espace et du temps, ou espace-temps, avec la gravité résultant de cette courbure. Lorsque la lumière traverse l’un de ces points courbes dans l’espace-temps, sa trajectoire devient courbée. Cela signifie que la lumière provenant d’une source d’arrière-plan, par exemple une étoile ou une galaxie, peut emprunter différents chemins autour de l’objet « lentille » intermédiaire, arrivant ainsi à la vision d’un observateur à des moments différents.
Ce phénomène est appelé « lentille gravitationnelle » et entraîne un déplacement de la position de la source d’arrière-plan du point de vue de l’observateur ou une apparition à plusieurs endroits dans la même image.
Les planètes voyou ont très peu de masse, donc l’effet de lentille est faible et est donc appelé « microlentille ». Pourtant, cela peut provoquer un éclaircissement d’une source de fond visible pour les astronomes, indiquant la présence d’une planète voyou.
“La microlentille est la meilleure option – et généralement la seule – pour trouver ces objets sombres et isolés, car elle repose uniquement sur la masse d’une planète à travers son champ gravitationnel”, a déclaré Kunimoto.
Oubliez le “T” dans TESS
Comme le suggère le « T » pour transit dans TESS, ce télescope spatial ne semble pas immédiatement être l’instrument idéal pour chasser les planètes voyou.
“TESS est conçu pour rechercher des planètes étroitement liées à leurs étoiles hôtes en recherchant des transits”, a expliqué Kunimoto. “Les transits sont les “obscurcissements” de l’étoile causés par une planète passant devant elle, comme ce que vous avez pu voir lors de la récente éclipse.”
Cependant, comme mentionné ci-dessus, la lentille gravitationnelle peut également provoquer l’éclaircissement d’une étoile d’arrière-plan lorsqu’un objet lentille passe entre cette étoile et la Terre. Kunimoto a expliqué que, parce que TESS est sensible aux minuscules changements dans la lumière d’une étoile, il peut également détecter ces épisodes d’éclaircissement, une caractéristique caractéristique des microlentilles provoquées par des voleurs planétaires flottant librement.
Mais, compte tenu de cela, vous pourriez vous demander : pourquoi est-ce la première exoplanète potentiellement voyou parmi les quelque 6 000 autres exoplanètes candidates (dont environ 400 ont été confirmées) que TESS a repérées depuis 2018 ?
Eh bien, il s’avère que personne ne regardait vraiment jusqu’à présent.
“TESS est étonnamment bien adapté à la recherche de planètes voyous grâce à la microlentille, mais il s’avère que ce type de signaux n’avait pas vraiment été exploré auparavant dans les données TESS”, a souligné Kunimoto. “Notre approche consistant à rechercher des planètes non liées avec des microlentilles et le candidat de microlentilles planétaires TESS qui en résulte étaient tous deux des premières pour TESS.
“Comme les données TESS n’avaient pas été utilisées auparavant pour rechercher des événements de microlentilles de courte durée, les recherches d’exoplanètes passées n’allaient pas être sensibles à la visualisation de ces signaux.”
Malheureusement, comme c’est le cas pour de nombreuses autres exoplanètes candidates détectées, cette découverte doit encore être confirmée.
“Il est important de dire que nous ne pouvons pas actuellement confirmer qu’il s’agit bien d’une planète”, a déclaré Kunimoto. “Le fait que les événements de microlentille ne se répètent pas signifie qu’il est difficile de discerner la nature d’un signal particulier. Nous sommes donc prudents quant à l’origine de cet événement, le qualifiant de “candidat” de planète voyou parce qu’il est cohérent avec le signal que vous avez émis. ” que j’attendais d’un tel monde.
Elle a ajouté qu’à mesure que l’équipe explore davantage de données TESS et effectue des observations de suivi, la vérité sur le signal deviendra progressivement plus claire.
Pourtant, le caractère provisoire de ces résultats n’a certainement pas atténué l’enthousiasme de l’équipe ni son enthousiasme.
“C’est vraiment un enthousiasme de dix sur dix de ma part”, a déclaré à Space.com William DeRocco, co-chef d’équipe et chercheur à l’Université de Californie à Santa Cruz. “Je suis habitué à rechercher la matière noire, où les chances de voir quoi que ce soit sont extrêmement faibles, donc le potentiel de découvrir quelque chose comme un monde voyou dérivant dans l’obscurité de l’espace interstellaire est tout simplement incroyable.”
Les auteurs de cette recherche estiment que l’avenir est prometteur en ce qui concerne la perspective que TESS découvre davantage de planètes voyou.
“C’est la preuve de principe que TESS peut trouver ce genre de signaux, et maintenant c’est à nous de commencer à approfondir la recherche et à comprendre ce qu’ils pourraient signifier”, a conclu Kunimoto. Données TESS ; avec 99 % à parcourir, nous avons une multitude de nouvelles opportunités de découvertes passionnantes en cours de route !
Les recherches de l’équipe ont été soumises pour publication dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Il est actuellement présenté comme document de pré-évaluation par les pairs sur le site de référentiel arXiv.
