Étant donné l’abondance de lunes dans notre propre système solaire, on pourrait penser qu’il y en a aussi des tas en orbite autour d’exoplanètes. Jusqu’à présent, ces exoplanètes sont restées insaisissables, mais il semble que cela ait enfin changé.
L’année dernière, les astronomes Alex Teachey et David Kipping de l’université Columbia ont annoncé qu’ils avaient repéré le tout premier candidat à l’exomonie dans les données du télescope Kepler.
Ils ont maintenant effectué des observations de suivi avec le puissant télescope spatial Hubble. Ces observations pointent encore plus fortement vers la découverte de la toute première exomoon.
“Ce serait le premier cas de détection d’une lune en dehors de notre système solaire”, a déclaré M. Kipping.
“Si elle est confirmée par les observations de suivi de Hubble, cette découverte pourrait fournir des indices essentiels sur le développement des systèmes planétaires et amener les experts à revoir les théories sur la façon dont les lunes se forment autour des planètes.”
Kepler-1625b-i, comme l’exomone candidate a été nommée, tourne autour d’une exoplanète appelée Kepler-1625b, qui tourne à son tour autour d’une étoile jaune, semblable au Soleil, appelée Kepler-1625. Le système entier est situé à environ 8 000 années-lumière, une distance récemment révisée à l’aide des données Gaia.
La planète, Kepler-1625-b, est une géante gazeuse de la taille de Jupiter, soit un peu plus de 11 fois le rayon de la Terre, mais avec une masse considérablement plus importante que Jupiter.
La lune candidate est également un gros morceau : d’après les calculs des astronomes, elle a à peu près la taille de Neptune et est donc également un corps gazeux, en orbite autour de sa planète à une distance d’environ 3 millions de kilomètres.
Les astronomes ont eu un premier indice de Kepler-1625b-i lorsqu’ils ont étudié les données de Kepler sur 284 exoplanètes à la recherche d’un exomoon – ce qu’ils décrivent comme de “petites déviations et ondulations” au-delà des creux normaux du transit dans la courbe de lumière provenant de l’étoile lorsque la planète se déplace sur celle-ci. Mais ces informations n’étaient pas suffisantes.
“Kepler n’a enregistré que trois transits de la planète devant son étoile, et cela est dû en grande partie au fait que la planète met presque un an à compléter une orbite. Trois transits, c’était alléchant, mais pas concluant. Comme Kepler ne peut plus observer le même champ, nous avons demandé des observations de suivi avec Hubble. Notre analyse de la nouvelle courbe de lumière révèle deux anomalies importantes”, a expliqué M. Kipping lors d’un point de presse.
“La première est que la planète semble transiter une heure et quart trop tôt, ce qui indique que quelque chose exerce une traction gravitationnelle sur la planète. La deuxième anomalie est une diminution supplémentaire de la luminosité de l’étoile après la fin du transit planétaire. “
Malheureusement, le temps de Hubble est très demandé, ce qui signifie que le temps dont Teachey et Kipping ont disposé avec le télescope était limité à 40 heures. Ce temps s’est écoulé avant que le transit complet de la lune ait pu être mesuré.
Si ces observations constituent une preuve supplémentaire de l’existence de Kepler-1625b-i, elles ne sont pas encore concluantes.
Les signaux observés par Teachey et Kipping pourraient également s’expliquer par la présence d’une deuxième planète en orbite autour de Kepler-1625, même si, notent-ils, Kepler n’a jusqu’à présent trouvé aucune preuve de l’existence d’une deuxième planète.
Une autre explication possible est qu’un ou plusieurs des signaux observés étaient des bruits provenant de l’étoile elle-même. Cependant, l’étoile elle-même, comme l’équipe l’a constaté à partir des données de Kepler, est si silencieuse qu’on ne peut même pas détecter sa rotation. Le bruit stellaire est donc possible, mais Teachey et Kipping n’en ont trouvé aucune preuve.
Il est raisonnable de commencer à s’enthousiasmer pour la possibilité d’une toute nouvelle découverte – une première du genre qui, espérons-le, en annonce beaucoup d’autres à l’avenir.
“S’il est validé, le système planète-lune, un Jupiter avec une lune de la taille de Neptune, serait un système remarquable avec des propriétés inattendues, faisant écho à bien des égards à la découverte inattendue de jupiters chauds dans les premiers jours de la chasse aux planètes”, a déclaré Kipping.
Une impression d’artiste de l’exoplanète Kepelr-1625b et de sa lune. (Dan Durda)
Elle soulèvera certainement des questions sur la formation des lunes.
Kepler-1625b-i représente environ 1,5 % de la masse de la planète, soit un rapport de masse similaire à celui de la Terre et de la Lune. Mais comme les deux corps sont gazeux (ce qui signifie qu’aucun n’est habitable au sens où nous l’entendons, au cas où vous vous poseriez la question), et en raison de la taille de la lune, on peut se demander comment elle est arrivée là.
Notre Lune peut s’être formée à la suite d’une collision avec la Terre, mais une collision avec une planète gazeuse comme Kepler-1625b pourrait ne pas produire suffisamment de matière pour former une lune de la taille de Neptune.
On pense que les lunes de Jupiter se sont formées à partir d’un anneau de matière, mais là encore, aucune des lunes de Jupiter n’a la taille de Neptune. Il pourrait aussi s’agir d’un objet venu d’ailleurs, capturé par la gravité de la planète.
Pour l’instant, nous ne pouvons pas obtenir de réponses à ces questions, mais nous pouvons au moins espérer que la découverte de la lune sera confirmée, avec un peu de chance, par les futures observations des télescopes spatiaux Hubble et James Webb.
“Nous attendons avec impatience l’examen minutieux de ces travaux par la communauté scientifique et nous espérons avoir l’occasion d’observer à nouveau la cible avant longtemps”, a déclaré M. Teachey.
Les recherches ont été publiées dans la revue Science Advances.