L’exoplanète la plus lointaine jamais découverte par Kepler est… étonnamment familière

Une exoplanète à 17 000 années-lumière de la Terre a été découverte cachée dans les données recueillies par le télescope spatial Kepler, désormais à la retraite.

C’est le monde le plus lointain jamais capté par l’observatoire de chasse aux planètes, deux fois la distance de son record précédent. De manière fascinante, l’exoplanète est presque une jumelle exacte de Jupiter – de masse similaire et en orbite à presque la même distance que la distance de Jupiter au Soleil.

Nommée K2-2016-BLG-0005Lb, elle représente la première exoplanète confirmée à partir d’une série de données de 2016 qui a détecté 27 objets possibles en utilisant une technique appelée microlentille gravitationnelle plutôt que la méthode de détection principale de Kepler. La découverte a été soumise au Avis mensuels de la Royal Astronomical Societyet est disponible sur le serveur de préimpression arXiv.

“Kepler n’a jamais été conçu pour trouver des planètes à l’aide de microlentilles, donc, à bien des égards, c’est incroyable qu’il l’ait fait”, a déclaré l’astronome Eamonn Kerins de l’Université de Manchester.

Le vaisseau spatial Kepler a contribué à ouvrir grand le champ de l’astronomie exoplanétaire. Il a été lancé en 2009 et a passé près de 10 ans à chasser des planètes en dehors du système solaire, ou des exoplanètes. Pendant ce temps, ses observations ont révélé plus de 3 000 exoplanètes confirmées et 3 000 autres candidats.

Sa technique est ingénieuse et d’une simplicité trompeuse. Kepler a regardé les champs d’étoiles, optimisés pour détecter les creux faibles et réguliers de la lumière des étoiles qui suggèrent qu’une exoplanète est en orbite autour d’une étoile. C’est ce qu’on appelle la méthode du transit, et c’est bon pour trouver de plus grandes exoplanètes proches en orbite près de leurs étoiles.

La microlentille est un peu plus délicate, tirant parti d’une bizarrerie de gravité et d’un alignement aléatoire. La masse d’un corps tel qu’une planète crée une courbure gravitationnelle de l’espace-temps autour de lui. Si cette planète passe ensuite devant une étoile, l’espace-temps courbe agit essentiellement comme une loupe qui fait très faiblement et brièvement briller la lumière de l’étoile.

La microlentille gravitationnelle est très efficace pour trouver des exoplanètes à longue distance de la Terre, en orbite autour de leurs étoiles à des distances assez grandes, jusqu’à de très petites masses planétaires. L’exoplanète galactique la plus éloignée découverte à ce jour a été captée par microlentille, un monde de masse terrestre à 25 000 années-lumière.

Étant donné que Kepler est optimisé pour détecter les changements de lumière des étoiles, une équipe de chercheurs dirigée par l’Université de Manchester a récemment pensé à examiner les données de Kepler pour les événements de microlentille, à partir d’une fenêtre d’observation sur plusieurs mois en 2016. Ils ont identifié 27 événements, dont cinq étaient entièrement nouveaux, pas encore identifiés dans les données des télescopes au sol.

“Pour voir l’effet, il faut un alignement presque parfait entre le système planétaire de premier plan et une étoile d’arrière-plan”, a expliqué Kerins.

“La probabilité qu’une étoile d’arrière-plan soit affectée de cette façon par une planète est de dizaines à centaines de millions contre une. Mais il y a des centaines de millions d’étoiles vers le centre de notre galaxie. Alors Kepler s’est assis et les a observés pendant trois mois. “

L’un des cinq événements était K2-2016-BLG-0005Lb, et il semblait prometteur pour une exoplanète en orbite autour d’une étoile. L’équipe a donc recherché des ensembles de données à partir de cinq relevés au sol qui regardaient le même morceau de ciel au moment où Kepler se trouvait, pour corroborer leur signal.

Ils ont constaté que Kepler avait observé le signal un peu plus tôt et pendant un peu plus longtemps que les cinq relevés au sol. Cet ensemble de données combiné a permis à l’équipe de déterminer que l’exoplanète fait environ 1,1 fois la masse de Jupiter, en orbite autour de son étoile à une distance circulaire de 4,4 unités astronomiques. La distance moyenne de Jupiter au Soleil est de 5,2 unités astronomiques.

“La différence de point de vue entre Kepler et les observateurs ici sur Terre nous a permis de trianguler où se trouve le système planétaire le long de notre ligne de visée”, a déclaré Kerins.

“Kepler a également pu observer sans interruption le temps ou la lumière du jour, ce qui nous a permis de déterminer avec précision la masse de l’exoplanète et sa distance orbitale à son étoile hôte. C’est fondamentalement le jumeau identique de Jupiter en termes de masse et de position par rapport à son Soleil, qui représente environ 60% de la masse de notre propre Soleil.”

Bien que nous ne disposions pas actuellement de plus de données sur le système, cette découverte a des implications pour notre recherche de vie extraterrestre. il existe des preuves suggérant que Jupiter a peut-être joué un rôle déterminant dans les conditions qui ont permis à la Terre d’émerger et de prospérer sur Terre; Trouver des analogues de Jupiter en orbite autour d’étoiles lointaines pourrait être un moyen d’identifier ces conditions.

Le fait que Kepler, un instrument non conçu pour la microlentille, ait pu effectuer ce type de détection, est de bon augure pour les instruments à venir qui volonté être conçu pour la microlentille. Le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA, dont le lancement est prévu dans les cinq prochaines années, recherchera des événements de microlentille, tout comme Euclid de l’ESA, dont le lancement est prévu l’année prochaine.

Ces détections pourraient révolutionner notre compréhension des exoplanètes.

“Nous apprendrons à quel point l’architecture de notre propre système solaire est typique”, a déclaré Kerins. “Les données nous permettront également de tester nos idées sur la formation des planètes. C’est le début d’un nouveau chapitre passionnant dans notre recherche d’autres mondes.”

La recherche a été soumise au Avis mensuels de la Royal Astronomical Society et est disponible sur arXiv.

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