Des chercheurs rep\u00e8rent une plan\u00e8te de la taille de Saturne dans le \u00ab\u00a0d\u00e9sert d’Einstein\u00a0\u00bb<\/p>\n
La plupart des exoplan\u00e8tes que nous avons d\u00e9couvertes se trouvent sur des orbites relativement serr\u00e9es autour de leurs \u00e9toiles h\u00f4tes, ce qui nous permet de les suivre alors qu’elles tournent de mani\u00e8re r\u00e9p\u00e9t\u00e9e autour d’elles. Mais nous avons \u00e9galement d\u00e9couvert une poign\u00e9e de plan\u00e8tes gr\u00e2ce \u00e0 un ph\u00e9nom\u00e8ne appel\u00e9 microlentille gravitationnelle. Cela se produit lorsqu’une plan\u00e8te passe entre la ligne de vis\u00e9e entre la Terre et une autre \u00e9toile, cr\u00e9ant une lentille gravitationnelle qui d\u00e9forme l’\u00e9toile, la faisant bri\u00e8vement s’illuminer.<\/p>\n
L’\u00e9l\u00e9ment cl\u00e9 de la microlentille gravitationnelle par rapport aux autres m\u00e9thodes de recherche de plan\u00e8tes est que la plan\u00e8te agissant comme lentille peut se trouver presque n’importe o\u00f9 sur la ligne entre l’\u00e9toile et la Terre. Ainsi, dans de nombreux cas, ces \u00e9v\u00e9nements sont provoqu\u00e9s par ce qu’on appelle des plan\u00e8tes errantes : celles qui ne font partie d’aucun syst\u00e8me exosolaire, mais d\u00e9rivent dans l’espace interstellaire. Aujourd’hui, des chercheurs ont utilis\u00e9 la microlentille gravitationnelle et l’orientation fortuite du t\u00e9lescope spatial Gaia pour rep\u00e9rer une plan\u00e8te de la taille de Saturne qui est la premi\u00e8re trouv\u00e9e dans ce qu’on appelle le \u00ab\u00a0d\u00e9sert d’Einstein\u00a0\u00bb, ce qui pourrait nous renseigner sur l’origine des plan\u00e8tes errantes.<\/p>\n
Devenir errante<\/p>\n
La plupart des plan\u00e8tes que nous avons identifi\u00e9es sont en orbite autour d’\u00e9toiles et se sont form\u00e9es \u00e0 partir des disques de gaz et de poussi\u00e8re qui entouraient l’\u00e9toile au d\u00e9but de son histoire. Nous avons imag\u00e9 beaucoup de ces disques et m\u00eame vu certains avec des preuves de plan\u00e8tes se formant en leur sein. Alors, comment obtient-on une plan\u00e8te qui n’est li\u00e9e \u00e0 aucune \u00e9toile ? Il existe deux voies possibles.<\/p>\n
La premi\u00e8re implique des interactions gravitationnelles, soit entre les plan\u00e8tes du syst\u00e8me, soit en raison d’une rencontre entre le syst\u00e8me exosolaire et une \u00e9toile de passage. Dans les bonnes circonstances, ces interactions peuvent \u00e9jecter une plan\u00e8te de son orbite et l’envoyer foncer \u00e0 travers l’espace interstellaire. En tant que telles, nous devrions nous attendre \u00e0 ce qu’elles ressemblent \u00e0 n’importe quelle plan\u00e8te typique, allant en masse de petits corps rocheux aux g\u00e9antes gazeuses. Une m\u00e9thode alternative de cr\u00e9ation d’une plan\u00e8te errante commence par le m\u00eame processus d’effondrement gravitationnel qui construit une \u00e9toile, mais dans ce cas, le processus manque litt\u00e9ralement de gaz. Ce qui reste est susceptible d’\u00eatre une grande g\u00e9ante gazeuse, possiblement quelque part entre Jupiter et une naine brune en masse.<\/p>\n
Puisque ces objets ne sont li\u00e9s \u00e0 aucun syst\u00e8me exosolaire, ils n’auront aucune interaction r\u00e9guli\u00e8re avec les \u00e9toiles ; notre seul moyen de les rep\u00e9rer est la microlentille gravitationnelle. Et la microlentille gravitationnelle nous dit tr\u00e8s peu de choses sur la taille de la plan\u00e8te. Pour comprendre les choses, nous aurions besoin d’une indication sur des \u00e9l\u00e9ments comme la distance de l’\u00e9toile et de la plan\u00e8te, et la taille de l’\u00e9toile.<\/p>\n
Cela ne signifie pas que les \u00e9v\u00e9nements de microlentille gravitationnelle ne nous ont rien appris. Nous pouvons identifier la taille de l’anneau d’Einstein, l’anneau circulaire de lumi\u00e8re qui se forme lorsque la plan\u00e8te et l’\u00e9toile sont parfaitement align\u00e9es du point de vue de la Terre. Compte tenu de ces informations et de certaines des autres pi\u00e8ces d’information mentionn\u00e9es ci-dessus, nous pouvons d\u00e9terminer la masse de la plan\u00e8te. Mais m\u00eame sans cela, nous pouvons faire des d\u00e9ductions en utilisant des mod\u00e8les statistiques.<\/p>\n
Des \u00e9tudes de collections d’\u00e9v\u00e9nements de microlentille gravitationnelle (ces collections sont petites, g\u00e9n\u00e9ralement de quelques dizaines, car ces \u00e9v\u00e9nements sont rares et difficiles \u00e0 rep\u00e9rer) ont identifi\u00e9 un sch\u00e9ma distinctif. Il y a un groupe d’anneaux d’Einstein relativement petits qui sont susceptibles de provenir de plan\u00e8tes relativement petites. Ensuite, il y a un \u00e9cart, suivi d’un deuxi\u00e8me groupe qui est susceptible d’\u00eatre cr\u00e9\u00e9 par des plan\u00e8tes beaucoup plus grandes. L’\u00e9cart entre les deux a \u00e9t\u00e9 appel\u00e9 le \u00ab\u00a0d\u00e9sert d’Einstein\u00a0\u00bb, et il y a eu beaucoup de discussions concernant sa signification et s’il est m\u00eame r\u00e9el ou simplement un produit de la taille d’\u00e9chantillon relativement petite.<\/p>\n
Parfois on a de la chance<\/p>\n
Tout cela nous am\u00e8ne au dernier \u00e9v\u00e9nement de microlentille gravitationnelle, qui a \u00e9t\u00e9 d\u00e9tect\u00e9 par deux projets qui lui ont chacun donn\u00e9 un nom diff\u00e9rent mais tout aussi convaincant. Pour le Korea Microlensing Telescope Network, l’\u00e9v\u00e9nement \u00e9tait KMT-2024-BLG-0792. Pour l’Optical Gravitational Lensing Experiment, ou OGLE, c’\u00e9tait OGLE-2024-BLG-0516. Nous l’appellerons simplement \u00ab\u00a0l’\u00e9v\u00e9nement de microlentille gravitationnelle\u00a0\u00bb et noterons que tout le monde s’accorde pour dire qu’il s’est produit d\u00e9but mai 2024.<\/p>\n
Ces deux r\u00e9seaux sont compos\u00e9s de t\u00e9lescopes terrestres et n’ont donc fourni qu’une seule perspective sur l’\u00e9v\u00e9nement de microlentille gravitationnelle. Mais nous avons eu de la chance car le t\u00e9lescope spatial Gaia de l’Agence spatiale europ\u00e9enne \u00e9tait orient\u00e9 de mani\u00e8re \u00e0 ce qu’il lui soit tr\u00e8s facile de capturer des images. \u00ab\u00a0Fortuitement, l’\u00e9v\u00e9nement de microlentille gravitationnelle KMT-2024-BLG-0792\/OGLE-2024-BLG-0516 \u00e9tait situ\u00e9 presque perpendiculairement \u00e0 la direction de l’axe de pr\u00e9cession de Gaia\u00a0\u00bb, \u00e9crivent les chercheurs qui d\u00e9crivent cet \u00e9v\u00e9nement. \u00ab\u00a0Cette g\u00e9om\u00e9trie rare a fait que l’\u00e9v\u00e9nement a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9 par Gaia six fois sur une p\u00e9riode de 16 heures.\u00a0\u00bb<\/p>\n
Gaia est \u00e9galement situ\u00e9 au point de Lagrange L2, qui est \u00e0 une distance consid\u00e9rable de la Terre. C’est suffisamment loin pour que le pic de luminosit\u00e9 de l’\u00e9v\u00e9nement du point de vue de Gaia ait eu lieu pr\u00e8s de deux heures plus tard qu’il ne l’a fait pour les t\u00e9lescopes sur Terre. Cela nous a permis de d\u00e9terminer la parallaxe de l’\u00e9v\u00e9nement de microlentille gravitationnelle, et donc sa distance. D’autres images de l’\u00e9toile prises avant ou apr\u00e8s l’\u00e9v\u00e9nement indiquaient qu’il s’agissait d’une g\u00e9ante rouge dans le bulbe galactique, ce qui nous a \u00e9galement donn\u00e9 une v\u00e9rification distincte de sa distance et de sa taille probables.<\/p>\n
En utilisant la parallaxe et la taille de l’anneau d’Einstein, les chercheurs ont d\u00e9termin\u00e9 que la plan\u00e8te impliqu\u00e9e avait environ 0,2 fois la masse de Jupiter, ce qui la rend un peu plus petite que la masse de Saturne. Ces estimations sont coh\u00e9rentes avec un mod\u00e8le statistique qui a pris en compte les autres propri\u00e9t\u00e9s. Les mesures l’ont \u00e9galement plac\u00e9e en plein milieu du d\u00e9sert d’Einstein, le premier \u00e9v\u00e9nement de microlentille gravitationnelle que nous y avons vu.<\/p>\n
C’est significatif car cela signifie que nous pouvons orienter le d\u00e9sert d’Einstein vers une masse sp\u00e9cifique d’une plan\u00e8te en son sein. En raison de la variabilit\u00e9 d’\u00e9l\u00e9ments comme la distance et la taille de l’\u00e9toile, toutes les plan\u00e8tes qui produisent un anneau d’Einstein de taille similaire ne seront pas de taille similaire, mais les statistiques sugg\u00e8rent que ce sera g\u00e9n\u00e9ralement le cas. Et cela correspond \u00e0 l’une des explications potentielles du d\u00e9sert d’Einstein : qu’il repr\u00e9sente l’\u00e9cart de taille entre les deux m\u00e9thodes diff\u00e9rentes de cr\u00e9ation d’une plan\u00e8te errante.<\/p>\n
Pour le sc\u00e9nario de formation plan\u00e9taire normal, plus la plan\u00e8te est l\u00e9g\u00e8re, plus il est facile de l’\u00e9jecter, donc on s’attendrait \u00e0 un biais vers les petits corps rocheux. La plan\u00e8te de la taille de Saturne vue ici pourrait \u00eatre pr\u00e8s de la limite sup\u00e9rieure des types de corps que nous verrions typiquement \u00eatre \u00e9ject\u00e9s d’un syst\u00e8me exosolaire. En revanche, les plan\u00e8tes errantes qui se forment par les m\u00eames m\u00e9canismes qui nous donnent des naines brunes seraient typiquement de la taille de Jupiter ou plus grandes.<\/p>\n
Cela dit, le faible nombre total d’\u00e9v\u00e9nements de microlentille gravitationnelle laisse encore la question de la r\u00e9alit\u00e9 de l’\u00e9cart d’Einstein ouverte. En s’en tenant aux donn\u00e9es du Korea Microlensing Telescope Network, les chercheurs constatent que la fr\u00e9quence des autres d\u00e9tections sugg\u00e8re que nous aurions 27 pour cent de chances de d\u00e9tecter un seul \u00e9l\u00e9ment dans la zone du d\u00e9sert d’Einstein m\u00eame si le d\u00e9sert n’\u00e9tait pas r\u00e9el et que les d\u00e9tections \u00e9taient \u00e9galement probables dans toute la plage de tailles. Donc, comme c’est souvent le cas, nous allons devoir laisser le r\u00e9seau faire son travail pendant quelques ann\u00e9es de plus avant d’avoir les donn\u00e9es pour dire quelque chose de d\u00e9finitif.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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