Des astronomes ont directement détecté une imposante exoplanète avec une méthode qui pourrait transformer la recherche de vie au-delà de la Terre
Depuis longtemps, les astronomes sont intrigués par la découverte d’exoplanètes, c’est-à-dire de planètes situées en dehors de notre système solaire. À ce jour, les chercheurs ont découvert plus de 5 300 exoplanètes, et les nouvelles découvertes se succèdent à un rythme effréné.
Dans la quête de ces objets insaisissables, deux techniques principales ont vu le jour : la méthode indirecte et la méthode directe. Alors que les méthodes indirectes ont toujours prévalu, une récente approche d’imagerie directe utilisant l’observatoire spatial Gaia a donné lieu à de fascinantes opportunités.
Les méthodes indirectes permettent de déduire l’existence d’exoplanètes en examinant leur impact sur leur étoile. Ces effets incluent des fluctuations de position (méthode des vitesses radiales) ou de luminosité (méthode du transit), révélant la présence d’une planète en orbite autour de l’étoile. Cette approche a connu un grand succès, la plupart des exoplanètes ayant été détectées par les astronomes à l’aide de ces méthodes.
Le transit, une méthode de détection des planètes lorsqu’elles passent devant leur étoile, en diminuant la luminosité de cette dernière. (NASA)
Animation illustrant la méthode des vitesses radiales. (Alysa Obertas/Wikimedia)
L’imagerie directe, quant à elle, consiste à voir la planète à l’aide de télescopes tels que l’observatoire Hubble ou l’observatoire W. M. Keck. Cette technique permet d’obtenir des informations telles que la composition des atmosphères autour des planètes et leurs températures, mais elle est plus exigeante, car la planète doit être beaucoup plus massive que Jupiter, la plus grosse planète de notre système solaire, et considérablement éloignée de son étoile. À ce jour, seule une vingtaine d’exoplanètes ont été détectées par imagerie directe.
Cependant, une équipe internationale d’astronomes a pu découvrir une autre exoplanète en combinant les deux méthodes. Le groupe a utilisé la mission Gaia pour rechercher les étoiles qui « oscillent » dans le ciel. Ils ont ensuite exploité le catalogue d’accélérations Hipparcos-Gaia, une base de données combinant les données des missions de cartographie stellaire de Gaia, qui fournit une référence de 25 ans pour comparer les positions précises des étoiles, ce que l’on appelle l’astrométrie.
À l’aide de cette base de données, les astronomes ont repéré plusieurs étoiles qui semblaient changer de position dans le ciel d’une manière suggérant la présence d’une planète géante en orbite autour de chacune d’entre elles. Ils ont alors utilisé le télescope Subaru situé sur le Mauna Kea, à Hawaï, et ils ont recueilli des données à l’aide de l’instrument SCExAO (Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics) couplé à l’instrument CHARIS (Coronagraphic High-Resolution Imager and Spectrograph).
Le résultat fut la découverte de HIP 99770 b, située à quelque 132 années-lumière. Cette planète a une masse plus de 15 fois supérieure à celle de Jupiter et orbite autour d’une étoile presque deux fois plus massive que le Soleil.
L’étoile HIP99770 est presque 14 fois plus brillante que le Soleil. Mais comme sa planète a une orbite plus grande que celle de Saturne, elle reçoit une quantité d’énergie similaire à celle que Jupiter reçoit du Soleil.
Selon l’auteur principal de l’étude, Thayne Currie, basé à l’Observatoire astronomique national du Japon à Hilo (Hawaï) et à l’Université du Texas-San Antonio :
Cette découverte démontre qu’une méthode indirecte sensible à l’attraction gravitationnelle d’une planète peut vous indiquer où chercher et exactement quand chercher pour l’imagerie directe. Je pense donc que c’est vraiment passionnant.
Bien que l’orbite de la planète soit plus de trois fois plus grande que celle de Jupiter autour du Soleil, elle reçoit pratiquement la même quantité de lumière, car son étoile hôte est beaucoup plus lumineuse que le Soleil.
Selon Currie :
Il s’agit en quelque sorte d’un test pour le type de stratégie dont nous avons besoin pour imager une Terre.
Cette nouvelle approche, qui consiste à utiliser l’astrométrie pour identifier les étoiles abritant des planètes, pourrait permettre d’augmenter considérablement le nombre d’exoplanètes imagées directement. Plutôt que de cibler aveuglément des étoiles, les astronomes peuvent désormais concentrer leurs recherches sur les étoiles les plus susceptibles d’abriter des planètes, augmentant ainsi leurs chances de succès.
L’étude publiée dans Science : Direct imaging and astrometric detection of a gas giant planet orbiting an accelerating star et présentée sur le site de l’Université du Texas à San Antonio : International research team led by UTSA astrophysicist discovers new exoplanet outside Earth’s solar system.