Notre galaxie abrite des milliards de mondes devenus voyous

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Les astronomes ont découvert que les planètes flottantes sont bien plus nombreuses que celles liées à une étoile hôte.

Par Katrina Miller

Les planètes flottantes – des orbes sombres et isolés parcourant l’univers sans aucune restriction sur une étoile hôte – n’apparaissent pas simplement au milieu de nulle part cosmique. Elles se forment probablement de la même manière que les autres planètes : dans le disque tourbillonnant de gaz et de poussière entourant une étoile naissante.

Mais contrairement à leurs frères et sœurs planétaires, ces mondes sont violemment expulsés de leur voisinage céleste.

Les astronomes avaient autrefois calculé que des milliards de planètes étaient devenues des voyous dans la Voie Lactée. Aujourd’hui, les scientifiques de la NASA et de l’Université d’Osaka au Japon augmentent cette estimation à des milliers de milliards. Détaillés dans deux articles acceptés pour publication dans The Astronomical Journal, les chercheurs ont déduit que ces planètes sont six fois plus abondantes que les mondes en orbite autour de leur propre soleil, et ils ont identifié le deuxième flotteur libre de la taille de la Terre jamais détecté.

L’existence de mondes errants, orphelins de leurs systèmes stellaires, est connue depuis longtemps, mais mal comprise. Des découvertes antérieures suggéraient que la plupart de ces planètes avaient à peu près la taille de Jupiter, la planète la plus massive de notre système solaire. Mais cette conclusion a suscité de nombreuses réactions ; même les scientifiques qui l’ont annoncé ont trouvé cela surprenant.

Pour mieux étudier ces mondes voyous, David Bennett, astronome au Goddard Space Flight Center de la NASA, et son équipe ont utilisé neuf années de données du télescope Microlensing Observations in Astrophysics de l'Observatoire Mount John de l'Université de Canterbury en Nouvelle-Zélande. Les exoplanètes ont été indirectement détectées en mesurant la façon dont leur gravité déformait et amplifiait la lumière arrivant des étoiles lointaines derrière elles, un effet connu sous le nom de microlentille.

À l’aide de modèles empiriques, les chercheurs ont calculé la propagation des masses pour plus de 3 500 événements de microlentille, parmi lesquels des étoiles, des restes stellaires, des naines brunes et des planètes candidates. (Les données de l'un de ces candidats étaient suffisamment convaincantes pour que l'équipe revendique la découverte d'une nouvelle Terre voyou.) À partir de cette analyse, ils estiment qu'il y a environ 20 fois plus de mondes flottants dans notre Voie Lactée que d'étoiles, avec la Terre. -des planètes de masse 180 fois plus courantes que les Jupiters voyous.

La conclusion selon laquelle la plupart des mondes voyous sont petits est plus logique que l'idée selon laquelle ils sont de la taille de Jupiter, a déclaré le Dr Bennett. En effet, on pense que les planètes deviennent voyou lorsque deux protoplanètes entrent en collision. La force de l’impact est si forte qu’elle fait complètement tomber la personne hors du système stellaire émergent.

Mais les planètes ne peuvent être expulsées de leur système stellaire que par des objets plus gros. Si la plupart de ces orphelins stellaires étaient de la taille de Jupiter, de nombreux super-Jupiters doivent être en orbite autour d’étoiles hôtes – mais ceux-ci sont rares. D’un autre côté, ces résultats suggèrent que les planètes de masse inférieure sont celles qui risquent d’être éjectées.

« Les choses sont donc dangereuses pour la Terre », a déclaré le Dr Bennett.

Il a également déclaré que l’abondance de flotteurs libres dans la Voie lactée suggère que les objets de la taille d’une planète qui s’entrechoquent pendant le processus de formation « sont peut-être plus fréquents que les théoriciens auraient pu le deviner ».

Przemek Mróz, un astronome de l'Université de Varsovie qui n'a pas participé aux travaux, a déclaré que les résultats du groupe renforçaient les indices antérieurs sur des mondes voyous à partir d'observations faites avec l'expérience de lentille gravitationnelle optique et le réseau coréen de télescopes à microlentille. "Nous disposons désormais de trois études indépendantes et de trois éléments de preuve indépendants selon lesquels les planètes flottant librement de faible masse sont très courantes dans la Voie lactée", a-t-il écrit dans un e-mail.

Il existe encore une certaine ambiguïté quant à savoir si ces planètes sont véritablement libérées ou simplement projetées sur des orbites suffisamment larges pour que les scientifiques ne puissent pas les relier à une étoile hôte. Le Dr Mróz pense que la population observée comprend probablement un mélange des deux, mais il sera difficile de déduire les nombres relatifs de chacun avec les seules mesures de microlentilles.