Exoplanète extragalactique : des astronomes trouvent des preuves de la présence d’une planète dans une autre galaxie

Depuis la première détection de la première exoplanète en 1992, les astronomes en ont trouvé des milliers d’autres. En effet, ils estiment que la Voie lactée abrite 40 milliards de mondes.

Il est donc facile d’imaginer que les planètes doivent être communes à d’autres galaxies, en particulier celles qui semblent similaires à la nôtre. Mais quand il s’agit de repérer ces planètes, il y a un problème.

Image d’entête : M51, la galaxie du Tourbillon. ASA, ESA, S. Beckwith (STScI) and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

Les autres galaxies sont si lointaines et les étoiles sont tellement entassées dans une si petite région de l’espace, vues de la Terre, qu’il est difficile d’en identifier une seule, sans parler des effets des planètes qui les entourent. Les planètes extragalactiques ont donc malheureusement échappé aux astronomes.

Cette semaine, Rosanne Di Stefano, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA/ États-Unis), et plusieurs de ses collègues affirment avoir trouvé une planète candidate (au titre de planète) dans la galaxie du Tourbillon (M51), à quelque 23 millions d’années-lumière de la Terre, près de la constellation de la Grande Ourse. Ce monde extraterrestre, baptisé M51-ULS-1b, est probablement un peu plus petit que Saturne et tourne autour d’un système binaire (à deux corps, comme 2 étoiles ou 1 étoile et un trou noir…) à une distance de peut-être 10 fois celle de la Terre par rapport au Soleil.

L’observation fut rendue possible grâce à un ensemble de conditions particulières. Le système binaire hôte de la planète est constitué d’une étoile à neutrons ou d’un trou noir qui dévore à grande vitesse une étoile massive proche. La chute de poussière d’étoile libère d’énormes quantités d’énergie, faisant de ce système l’une des sources de rayons X les plus brillantes de toute la galaxie du Tourbillon. En effet, la luminosité de ses rayons X est environ un million de fois plus élevée que la totalité de la production du Soleil, toutes longueurs d’onde confondues.

Mais la source de ces rayons X, le trou noir ou l’étoile à neutrons, est minuscule. Cela signifie qu’une planète de la taille de Saturne, orbitant à un milliard de kilomètres de distance, peut complètement éclipser la source de rayons X, si elle passe directement devant dans la ligne de visée de la Terre.

Le 20 septembre 2012, c’est exactement ce qui semble s’être passé. Par chance, l’observatoire à rayons X Chandra en orbite surveillait à ce moment-là. La source de rayons X s’est éteinte puis est réapparue, le transit complet ayant duré environ 3 heures.

À ce moment-là, personne ne s’en est aperçu, car les ensembles de données de Chandra n’étaient pas étudiés pour des variations aussi courtes. Mais lorsque Di Stefano et ses collègues ont regardé, les signes révélateurs furent évidents.

Il y a plusieurs raisons pour lesquelles une source de rayons X peut s’affaiblir de cette manière. L’une d’elles est la présence d’une autre petite étoile, comme une naine blanche, qui éclipse la source de rayons X. Selon l’équipe, M51-ULS-1b ne peut être une naine blanche ou un autre type d’étoile car le système binaire est trop jeune pour qu’un tel objet ait évolué à proximité.

Une autre explication possible est la variation naturelle, peut-être à cause d’une interruption de la matière tombant dans le trou noir ou l’étoile à neutrons. Di Stefano et ses collaborateurs affirment que dans ces cas, la luminosité change de manière caractéristique, les fréquences lumineuses de haute énergie changeant plus rapidement que celles de basse énergie, et se réactivant d’une manière différente. Temps de transit Mais dans ce cas, toutes les fréquences lumineuses se sont atténuées et sont réapparues en même temps, suggérant une éclipse.

Selon les chercheurs :

Elle est approximativement symétrique, et a une forme typique des transits dans lesquels la source et l’objet en transit ont une taille comparable.

Maintenant que la première planète candidate dans une autre galaxie est apparue, Di Stefano et ses collaborateurs affirment que d’autres sont susceptibles d’être trouvées rapidement. L’équipe a examiné une partie seulement des données des rayons X obtenus par Chandra pour trouver cette nouvelle planète candidate.

Il y en a beaucoup plus là d’où proviennent ces données et les chercheurs d’ajouter :

Les archives contiennent suffisamment de données pour mener des enquêtes comparables aux nôtres plus de dix fois. Nous prévoyons donc la découverte de plus d’une douzaine de planètes candidates extragalactiques supplémentaires sur de larges orbites.

Et d’autres données sont recueillies en permanence.

Ainsi, si M51-ULS-1b est peut-être la première planète candidate découverte dans une autre galaxie, il est peu probable qu’elle soit la dernière.

L’étude en prépublication dans arXiv : M51-ULS-1b: The First Candidate for a Planet in an External Galaxy.