Exolune : preuves de l’existence d’une deuxième lune au-delà de notre système solaire
La Voie lactée devrait être absolument truffée de lunes, à bien y réfléchir. Le système solaire compte 8 planètes officielles, mais au moins 25 fois plus de lunes.
Image d’entête : représentation de l’exolune candidate, Kepler-1708 b-i. (Helena Valenzuela Widerström/ Université Columbia)
Cependant, alors que nous avons confirmé près de 5 000 exoplanètes (c’est-à-dire des planètes situées en dehors du système solaire) à ce jour, les exolunes sont pour le moins rares. Une détection préliminaire a été réalisée en 2017. Aujourd’hui, nous avons enfin une deuxième candidate à ajouter à la liste.
La candidate au titre d’exolune a été baptisée Kepler-1708 b-i. Il s’agit d’une exoplanète en orbite autour d’une étoile située à quelque 5 500 années-lumière. Les données recueillies jusqu’à présent suggèrent qu’il s’agit d’une planète assez grande, environ 2,6 fois la taille de la Terre, probablement gazeuse comme un bébé Neptune. La planète qui l’héberge est juste un peu plus petite que Jupiter.
Cette situation est similaire à celle de la première exolune candidate, Kepler-1625 b-i, située à quelque 8 000 années-lumière, dont la taille et la masse correspondent à celles de Neptune (probablement gazeuse elle aussi) et qui gravite autour d’une exoplanète dont la masse peut atteindre plusieurs fois celle de Jupiter. Les deux candidates au statut d’exolune et leurs exoplanètes sont également en orbite autour de leurs étoiles respectives à de très grandes distances.
Toutes deux sont très différentes des lunes que nous avons ici, dans le système solaire, mais cela n’a rien d’étonnant.
Selon l’astronome David Kipping de l’université Columbia (États-Unis), qui a également dirigé la découverte de Kepler-1625 b-i avec son collègue Alex Teachey :
Les astronomes ont trouvé plus de 10 000 exoplanètes candidates jusqu’à présent, mais les exolunes sont beaucoup plus problématiques. Les premières détections dans n’importe quelle étude sont généralement les plus étranges. Les plus grosses qui sont simplement les plus faciles à détecter avec notre sensibilité limitée.
La candidate au titre d’exolune a été révélée lors d’une analyse des données recueillies par le télescope spatial Kepler (aujourd’hui à la retraite, il repose dans l’espace). La mission de Kepler consistait à rechercher des exoplanètes. C’est une tâche délicate, car la plupart du temps, elles sont trop petites et trop pâles pour être observées directement. Nous devons les rechercher en essayant de voir les très petits effets qu’elles ont sur leurs étoiles.
Dans le cas de Kepler, il s’agissait d’observer des étoiles, à la recherche de très faibles baisses régulières de luminosité qui indiquent que quelque chose se déplace entre nous et l’étoile à intervalles réguliers, en d’autres termes, une exoplanète en orbite. Ces légères baisses de luminosité sont connues sous le nom de courbe de lumière de transit.
Le transit, une méthode de détection des planètes lorsqu’elles passent devant leur étoile, en diminuant la luminosité de cette dernière. (NASA)
Dans les données de Kepler, et plus tard de Hubble, Kipping et Teachey ont identifié un signal faible en plus de la courbe de transit de l’exoplanète pour Kepler-1625 b-i. Ils ont ensuite repris les données à la recherche d’autres signaux de ce type.
Ils ont étudié les données de Kepler pour 70 exoplanètes. Seule une exoplanète appelée Kepler-1625 b correspondait à un signal de type exolune, mais, selon les chercheurs, c’était un signal très fort.
Kepler-1708 b-i doit encore être confirmée, tout comme sa devancière. En fait, certains astronomes ont contesté le fait que Kepler-1625 b-i soit la signature d’une exolune, suggérant plutôt que le signal était un artefact issue de la réduction des données. Anticipant cette critique, les chercheurs ont cette fois-ci calculé la possibilité que le signal de Kepler-1708 b-i soit un artefact. Elle n’est, selon eux, que de 1 %.
Néanmoins, des questions demeurent. Nous ne savons pas exactement comment une exoplanète géante gazeuse et un système d’exolunes gazeuses peuvent se former. Comme il n’y a rien de tel dans le système solaire, cela suggère que le mécanisme de formation est différent de celui qui a formé les lunes ici. Peut-être ont-elles accumulé du gaz provenant de leurs exoplanètes, ou peut-être ont-elles commencé en tant qu’exoplanètes à part entière, et ont-elles été capturées dans les champs gravitationnels d’exoplanètes plus grandes.
La réponse à cette question nécessitera davantage de travail, tout comme la confirmation que la détection est bien une exolune. Au minimum, des observations de suivi seront nécessaires pour voir si un autre instrument peut également détecter le signal. Mais il est tout à fait possible que la seule façon de confirmer la détection d’exolunes soit de continuer à en trouver tellement que leur existence ne puisse plus être contestée.
Alors, bien sûr, le prochain défi sera de trouver la bête rare et insaisissable, la lune de lune. Pour l’instant, cependant, la chasse aux exolunes continue.
L’étude publiée dans Nature Astronomy : An exomoon survey of 70 cool giant exoplanets and the new candidate Kepler-1708 b-i et présentée sur le site de l’Université Columbia : Astronomers Find Evidence for a Second Supermoon Beyond Our Solar System.