Les premières planètes découvertes dans une autre galaxie

Au 1er février 2018, 3 728 planètes ont été trouvées dans 2 794 systèmes, avec 622 systèmes hébergeant plus d’une planète. Mais maintenant, grâce à une nouvelle étude d’une équipe d’astrophysiciens de l’université de l’Oklahoma, les premières planètes au-delà de notre galaxie ont été découvertes. En utilisant une technique prédite par la théorie de la relativité générale d’Einstein, cette équipe a trouvé des preuves de planètes dans une galaxie à environ 3,8 milliards d’années-lumière.

L’étude qui détaille leur découverte a été menée par Xinyu Dai et Eduardo Guerras, respectivement chercheur et professeur au Département de physique et d’astronomie Homer L. Dodge de l’université de l’Oklahoma.

Pour les besoins de leur étude, ils ont utilisé la technique de la microlentille gravitationnelle, qui repose sur la déformation/ torsion de l’espace engendrée par la force gravitationnelle d’objets et qui, telle une lentille, focalise la lumière provenant d’une étoile. Lorsqu’une planète passe devant l’étoile par rapport à l’observateur, la lumière baisse de façon mesurable et on détermine via cette technique (transit) de la présence d’une planète.

Exemple de microlentille induite par une galaxie déformant gravitationnellement la lumière d’une autre galaxie beaucoup plus lointaine. (ESA/ Hubble/ NASA)

La microlentille gravitationnelle est une version miniature de la lentille gravitationnelle, où un objet intervenant (comme un amas de galaxies) est utilisé pour focaliser la lumière provenant d’une galaxie ou d’un autre grand objet situé au-delà.

Le dernier exemple en date :

En plus de cette méthode, qui est la seule capable de détecter des planètes extra-solaires à de très grandes distances (de l’ordre de milliards d’années-lumière), l’équipe a également utilisé les données de l’Observatoire Chandra de la NASA pour étudier un lointain quasar, connu sous le nom de RX J1131-1231. L’équipe s’est appuyée sur les propriétés de microlentilles engendrées par le trou noir supermassif situé au centre de RX J1131-1231.

Image d’entête : Quatre images du  lointain quasar entourent l’image centrale du cœur de la galaxie, agissant comme une lentille naturelle dans l’espace. (NASA / Université d’Oklahoma)

Ils ont également fait appel au OU Supercomputing Center for Education and Research pour calculer les modèles de microlentilles qu’ils utilisaient. À partir de là, ils ont observé des déplacements de ligne d’énergie qui ne pouvaient être expliqués que par la présence d’environ 2000 planètes non liées entre les étoiles du quasar, dont la variait de celle de la Lune à Jupiter.

Alors que 53 planètes ont été découvertes dans notre galaxie la Voie lactée en utilisant la technique des microlentilles, c’est la première fois que des planètes sont observées dans d’autres galaxies. Tout comme la première découverte confirmée d’une planète extra-solaire, les scientifiques n’étaient même pas certains que des planètes existaient dans d’autres galaxies avant cette étude. Cette découverte a donc porté l’étude des planètes au-delà de notre système solaire à un tout autre niveau.

Comme l’indique Eduardo Guerras, la découverte a été possible grâce aux améliorations apportées ces dernières années à la fois à la modélisation et à l’instrumentation :

C’est un exemple de la puissance des techniques d’analyse de la microlentille extragalactique. Cette galaxie est située à 3,8 milliards d’années-lumière, et il n’y a pas la moindre chance d’observer directement ces planètes, même avec le meilleur télescope qu’on puisse imaginer dans un scénario de science-fiction. Cependant, nous sommes capables de les étudier, de dévoiler leur présence et même d’avoir une idée de leur masse.

Dans les années à venir, des observatoires plus sophistiqués seront disponibles, qui permettront encore plus de découvertes. Il s’agit notamment d’instruments spatiaux tels que le télescope spatial James Webb, avec un lancement prévu au printemps 2019, et d’observatoires terrestres tels que le télescope OverWhelmingly Large Telescope (OWL) de l’ESO, le Very Large Telescope (VLT), les télescopes géants et votre Guru doit en oublier.

À l’heure actuelle, on estime qu’il pourrait y avoir jusqu’à 100 milliards de planètes dans la Voie lactée. Mais avec une estimation de 1 à 2 mille milliards de galaxies dans l’Univers, le Guru vous laisse faire le calcul…

L’étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters : Probing Planets in Extragalactic Galaxies Using Quasar Microlensing et présentée sur le site de l’université d’Oklahoma : OU Astrophysicists Discover Planets in Extragalactic Galaxies.