Le cas avéré d’une froide planète errante seule dans l’espace

Une planète six fois plus massive que Jupiter a été repérée à la dérive, froide et seule, à 80 années-lumière de la Terre. C’est un monde sans soleil et les astronomes disent qu’elle pourrait être le premier exemple concret* d’une planète errante à ce jour. Mais la façon dont elle s’est séparée de son étoile parente reste un mystère.

* Les découvertes récentes de ces planètes ont suggéré que notre galaxie serait un essaim de milliards de planètes errantes et que certaines pourraient contenir la vie, mais les candidates ont échappé à une étude approfondie. Il y a bien la planète solitaire CFBDSIR2149-0403, détectée en novembre 2012, mais les astronomes ne sont pas sûrs à 100 % qu’elle soit une planète.

En l’absence de soleil pour lui donner un nom (ex : l’exoplanète HD 189733b tourne autour de son étoile HD 189733), la planète est désigné PSO J318.5 –22 (initiales du matériels/ techniques utilisés pour la détecter) et rejoint donc les rangs d’entités solitaires découverts au cours des dernières années. Mais alors que les précédents corps planétaires flottants librement (encore appelés “Objet libre de masse planétaire”, ou “planemos » par ceux qui voudraient nier leur statut planétaire) ont été notoirement difficiles à distinguer des étoiles “ratées”, les naines brunes, les astronomes qui ont découvert PSO J318.5 -22 affirment que son identification est sans ambigüité.

Image d’entête : représentation artistique de PSO J318.5 –22 (MMPIA / V. Ch . Quetz)

L’équipe du principal chercheur, Michael Liu, de l’Institut d’astronomie de l’Université d’Hawaï à Manao,  a remarqué PSO J318.5 -22 tout en recherchant des traces d’étoiles avortées dans les données amassées par le Pan-STARRS 1, un télescope situé au sommet du volcan Haleakala sur l’île hawaïenne de Maui. Comme une naine brune, l’objet, qui émet presque toute son énergie dans les longueurs d’onde infrarouges, s’est manifestée dans les premières lectures comme pâles (faible en intensité) et rouge. Ce qui faisait ressortir PSO J318.5 –22 du reste, c’est qu’elle ètait “très” rouge, beaucoup plus rouge, en fait, que les plus rouges des naines brunes connues des astronomes.

Une image multicolore de la planète errante PSO J318.5-22 obtenue par le télescope pan-STARRS1, dans la constellation du Capricorne. La planète est extrêmement froide et pâle, environ 100 milliards de fois moins “lumineuse” dans la lumière optique que Vénus. La plupart de son énergie est émise dans les longueurs d’onde infrarouges. (N. Metcalfe et Pan-STARRS 1 Science Consortium)

Les observations de suivi ont conduit les chercheurs à conclure que la signature infrarouge de PSO J318.5 -22 ressemblait davantage à celle d’une planète nouvellement formée qu’à une naine brune, tandis que sa faible masse et sa relative jeunesse (d’environ 12 millions d’ années), est ce à quoi les astronomes s’attendent, généralement, de géantes gazeuses orbitant autour d’étoiles nouvellement formées.

Selon Liu :

Elle a toutes les caractéristiques des jeunes planètes trouvées autour d’autres étoiles, mais elle est à la dérive là-bas, toute seule. Je m’étais souvent demandé si ces objets solitaires existaient et maintenant nous savons ce qu’ils font.

Selon les chercheurs, il y a au moins deux bonnes raisons de croire que PSO J318.5 -22 appartient à une collection de jeunes étoiles appelées le groupe mouvant Bêta Pictoris :

1. Comme PSO J318.5 -22, le groupe de 17 systèmes stellaires comprenant 28 étoiles se déplaçant ensemble, est estimé s’être formé il y a environ 12 millions d’années.
2. Beta Pictoris, l’étoile dont le groupe tire son nom, est connue pour héberger une jeune planète géante gazeuse, qui est environ huit fois plus massive que Jupiter.

On ne sait pas encore si PSO J318.5 -22 fut expulsée du groupe en mouvement Bêta Pictoris ou qu’elle s’est formée indépendamment par un processus encore inconnu.

Quoi qu’il en soit, Liu et ses collègues pensent que la planète présente une rare opportunité de faire un peu de science loin de la lumière aveuglante d’une étoile à proximité. PSO J318.5 – 22 n’est pas en orbite autour d’une étoile de sorte qu’elle sera beaucoup plus facile à étudier. Cela donnera aux chercheurs une magnifique vue sur le fonctionnement interne des planètes géantes gazeuses, comme Jupiter, peu après leur naissance.

L’étude publiée sur l’Astrophysical Journal Letters (arxiv, PDF) : The Extremely Red, Young L Dwarf PSO J318.5338−22.8603: A Free-Floating Planetary-Mass Analog to Directly Imaged Young Gas-Giant Planets.