Exolune : découverte de ce qui pourrait être la première lune à l’extérieur de notre système solaire

Des scientifiques utilisant les données du télescope spatial Hubble ont découvert ce qui semble être une gigantesque lune tournant autour d’une planète dans un système solaire à 8000 années-lumière d’ici.

Cela en fait non seulement la première  » exolune “ (exomoon) jamais détectée, mais aussi une lune beaucoup plus grande que n’importe quelle autre de notre propre système solaire.

La planète, appelée Kepler-1625b, a à peu près la taille de Jupiter. La lune, actuellement sans nom, a approximativement la taille de Neptune, la quatrième plus grande planète du système solaire. Les deux corps sont distants d’environ 3 millions de kilomètres, soit environ 8 fois plus que la distance entre la Terre et la lune.

Image d’entête : représentation artistique de la lune de la taille de Neptune en orbite autour de l’exoplanète Kepler-1625b. (Dan Durda)

Kepler-1625b a attiré l’attention pour la première fois en 2017, lors d’une étude de 284 exoplanètes en transit découvertes par le télescope spatial Kepler, lorsque les scientifiques ont remarqué certaines particularités qui lui sont associées.

Les exoplanètes ont été détectées avec la méthode du transit, en détectant les baisses de luminosité de leur étoile lorsque ces planètes, dans leur orbite,  passent devant leur étoile (et la Terre).

Représentation artistique de l’exoplanète Kepler-1625b passant devant son étoile avec l’exolune candidate “remorquée”. (Dan Durda)

Kepler-1625b est suffisamment éloignée de son soleil pour en faire une révolution qu’une fois tous les 9 mois et demi, ce qui signifie que Kepler ne l’a vu que 3 fois pendant sa mission initiale de 3 ans. C’est un problème pour les scientifiques qui essaient de déterminer si ces particularités résultent vraiment d’une lune.

Selon David Kipping, astronome à l’université Columbia, New York, États-Unis :

Trois transits, c’est tentant, mais pas concluant.

Afin de mieux cerner ces particularités, Alex Teachey, étudiant diplômé de Kipping, s’est tourné vers le télescope spatial Hubble, avec lequel il a observé l’étoile pendant 40 heures lors d’un autre passage entre le 28 et le 29 octobre 2017.

Ils ont trouvé ce que Kipping appelle « deux anomalies substantielles ». D’abord, la planète a commencé son transit environ une heure et quart trop tôt, ce qui est une preuve possible de la présence d’une grande lune et selon lui :

C’est une indication que quelque chose tire gravitationnellement la planète.

Puis, environ 3 heures et demie après la fin de la traversée de la planète, l’étoile s’est de nouveau assombrie, quoique dans une moindre mesure. Selon M. Kipping, il s’agissait d’une lune qui « traînait la planète comme un chien qui suivait son maître en laisse ».

Ces deux événements ne prouvent pas catégoriquement l’existence d’une grande lune, mais ils la rendent probable.

Selon M. Kipping :

Nous avons fait de notre mieux pour écarter d’autres possibilités, comme les anomalies d’engins spatiaux, d’autres planètes dans le système ou l’activité stellaire, mais nous sommes incapables de trouver une autre hypothèse unique qui puisse expliquer toutes les données.

M. Teachey ajoute que cette découverte a été facilitée par la grande qualité des données fournies par Hubble.

Un aspect essentiel est que nous avons obtenu environ quatre fois plus de précision avec les données Hubble qu’avec les données Kepler.

Les lunes sont courantes dans le système solaire local, donc personne n’est surpris qu’elles existent ailleurs, dit Stephen Kane, astrophysicien planétaire à l’université de Californie, Riverside, Etats-Unis, mais cela reste une importante découverte.

L’énorme taille de la lune est également passionnante. Non seulement ce fut surprenant, mais cela soulève des questions sur la façon dont elle a été formée. La théorie conventionnelle soutient qu’il y a 3 façons pour les planètes d’acquérir des lunes. L’une est le résultat d’une énorme collision, semblable à celle qui aurait formé la lune de la Terre. Une autre est l’accrétion de certains des mêmes matériaux qui ont contribué à la formation de la planète elle-même. La troisième est la capture gravitationnelle d’un objet autrefois indépendant.

Mais la lune de Kepler-1625b est de l’ordre de 100 fois plus massive que toutes celles trouvées par ici.

Selon Judit Szulagyi de l’université de Zurich, en Suisse :

C’est intrigant et cela donnera certainement beaucoup de travail aux théoriciens. Une possibilité, c’est qu’au cours d’une rencontre planète-planète, ces deux objets se sont capturés l’un l’autre.

Mais, ajoute Szulagyi, le fait que la lune de Kepler-1625b soit énorme ne signifie pas que toutes, ou même beaucoup d’autres exolunes sont également si gonflées. Il s’agit plutôt de grosses lunes plus faciles à repérer et d’ajouter :

Plus la lune est grande par rapport à sa planète, plus elle est facile à découvrir.

Kipping et Teachey précisent que leur découverte n’est pas entièrement confirmée et selon Teachey :

La première exolune est évidemment une affirmation extraordinaire et elle exige des preuves extraordinaires .


Ce qu’il faut maintenant, selon M. Kipping, c’est plus de temps avec Hubble pour regarder le prochain passage de Kepler-1625b, en mai 2019. Si la lune est en orbite comme estimée, dit-il, cette fois-ci elle devrait passer devant la planète, plutôt que derrière elle, produisant des anomalies opposées à celles observées en 2017. Mais ces recherches doivent être faites avec le télescope Hubble, et non avec un télescope terrestre, ajoute Teachey, parce que le transit est trop long pour qu’un instrument terrestre puisse tout suivre.

L’astronome David Kipping, présente leur découverte :

L’étude publiée dans Science Advances : Evidence for a large exomoon orbiting Kepler-1625b et présentée sur le site de l’université Colombia : Columbia Astronomers Find First Compelling Evidence for a Moon Outside Our Solar System.