Communiqué de presse

Les télescopes de l'ESO contribuent à la découverte du plus grand groupe de planètes « errantes » connu à ce jour.

22 décembre 2021

Les planètes errantes sont des objets cosmiques insolites dont la masse est comparable à celle des planètes de notre système solaire, mais qui ne sont pas en orbite autour d'une étoile et se déplacent librement à leur guise. Jusqu'à présent, on en connaissait peu, mais une équipe d'astronomes, utilisant les données de plusieurs télescopes de l'Observatoire Européen Austral (ESO) et d'autres infrastructures, vient de découvrir au moins 70 nouvelles planètes errantes dans notre galaxie. Il s'agit du plus grand groupe de planètes errantes jamais découvert, une étape importante vers la compréhension des origines et des caractéristiques de ces mystérieux nomades galactiques.

"Nous ne savions pas à combien de planètes errantes nous attendre et nous sommes ravis d'en avoir trouvé autant", déclare Núria Miret-Roig, astronome au Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux (France) et à l'université de Vienne (Autriche), et premier auteur de la nouvelle étude publiée aujourd'hui dans Nature Astronomy.

Les planètes errantes, qui se cachent loin de toute étoile les éclairant, sont normalement impossibles à photographier. Cependant, Núria Miret-Roig et son équipe ont tiré parti du fait que, dans les quelques millions d'années qui suivent leur formation, ces planètes sont encore suffisamment chaudes pour briller, ce qui les rend directement détectables par les caméras sensibles des grands télescopes. Ils ont trouvé au moins 70 nouvelles planètes errantes de masse comparable à celle de Jupiter dans une région de formation d'étoiles proche de notre Soleil, dans les constellations du Scorpion supérieur et du Serpentaire [1].

Pour repérer un si grand nombre de planètes errantes, l'équipe a utilisé des données couvrant une période d'environ 20 ans et provenant de plusieurs télescopes au sol et dans l'espace. "Nous avons mesuré les mouvements infimes, les couleurs et les luminosités de dizaines de millions de sources dans une grande région du ciel", explique Núria Miret-Roig. "Ces mesures nous ont permis d'identifier de manière sûre les objets les plus faibles de cette région, les planètes errantes".

L'équipe a utilisé les observations du  Very Large Telescope (VLT), du Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), du VLT Survey Telescope (VST) et du  MPG/ESO de 2.2-mètres  situé au Chili, ainsi que d'autres équipements. "La grande majorité de nos données proviennent des observatoires de l'ESO, qui étaient absolument essentiels pour cette étude. Leur large champ de vision et leur sensibilité unique ont été les clés de notre succès", explique Hervé Bouy, astronome au Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, en France, et chef de projet de cette nouvelle recherche. "Nous avons utilisé des dizaines de milliers d'images à grand champ provenant des installations de l'ESO, correspondant à des centaines d'heures d'observations, et littéralement des dizaines de téraoctets de données."

L'équipe a également utilisé les données du satellite Gaia de l'Agence Spatiale Européenne, mettant ainsi en exergue le succès de la collaboration entre les télescopes terrestres et spatiaux dans l'exploration et la compréhension de notre Univers.

L'étude suggère qu'il pourrait y avoir beaucoup plus de ces insaisissables planètes sans étoile que nous devons encore découvrir. "Il pourrait y avoir plusieurs milliards de ces planètes géantes flottant librement dans la Voie lactée sans étoile hôte", explique Hervé Bouy.

En étudiant les planètes solitaires récemment découvertes, les astronomes pourraient trouver des indices sur la façon dont ces objets mystérieux se forment. Certains scientifiques pensent que les planètes solitaires peuvent se former à partir de l'effondrement d'un nuage de gaz trop petit pour entraîner la formation d'une étoile, ou qu'elles ont pu être éjectées de leur système parent. Mais on ignore encore quel mécanisme est le plus probable.

De nouvelles avancées technologiques seront essentielles pour percer le mystère de ces planètes nomades. L'équipe espère continuer à les étudier plus en détail avec le futur ELT (Extremely Large Telescope) de l'ESO, actuellement en construction dans le désert chilien d'Atacama. L'ELT devrait commencer ses observations dans le courant de la décennie. "Ces objets sont extrêmement peu lumineux et les installations actuelles ne permettent guère de les étudier", explique Hervé Bouy. "L'ELT sera absolument crucial pour recueillir davantage d'informations sur la plupart des planètes errantes que nous avons trouvées."

Notes

[1] Le nombre exact de planètes errantes découvertes par l'équipe est difficile à déterminer car les observations ne permettent pas aux chercheurs de mesurer les masses des objets sondés. Les objets dont la masse est supérieure à environ 13 fois la masse de Jupiter ne sont très probablement pas des planètes, et ne peuvent donc pas être inclus dans le décompte. Cependant, comme l'équipe ne disposait pas de valeurs pour la masse, elle a dû se fier à l'étude de la luminosité des planètes pour fournir une limite supérieure au nombre de planètes errantes observées. La luminosité est, à son tour, liée à l'âge des planètes elles-mêmes, car plus une planète est âgée, plus elle s'est refroidie et a perdu de sa luminosité. Si la région étudiée est ancienne, alors les objets les plus brillants de l'échantillon ont probablement une masse supérieure à 13 Jupiter, et inférieure si la région est plus jeune. Compte tenu de l'incertitude quant à l'âge de la région étudiée, cette méthode donne un nombre de planètes errantes compris entre 70 et 170.

Plus d'informations

Cette recherche fait l’objet d’un article intitule “A rich population of free-floating planets in the Upper Scorpius young stellar association” publié dans Nature Astronomy. Cette recherche a bénéficié d'un financement du Conseil Européen de la Recherche (CER) dans le cadre du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union Européenne (convention de subvention n° 682903, P.I. H. Bouy), et de l'Etat français dans le cadre du Programme "Investissements d'avenir", IdEx Bordeaux, référence ANR-10-IDEX-03-02.

L’équipe est composée de Núria Miret-Roig (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS, France [LAB]; University of Vienna, Department of Astrophysics, Autriche), Hervé Bouy (LAB), Sean N. Raymond (LAB), Motohide Tamura (Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Japon; Astrobiology Center, National Institutes of Natural Sciences, Tokyo, Japon [ABC-NINS]), Emmanuel Bertin (CNRS, UMR 7095, Institut d’Astrophysique de Paris,France [IAP]; Sorbonne Université, IAP, France) David Barrado (Centro de Astrobiología [CSIC-INTA], Depto. de Astrofísica, ESAC Campus, Espagne), Javier Olivares (LAB), Phillip Galli (LAB), Jean-Charles Cuillandre (AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, Université de Paris, France), Luis Manuel Sarro (Depto. de Inteligencia Artificial, UNED, Espagne) Angel Berihuete (Depto. Estadística e Investigación Operativa, Universidad de Cádiz, Espagne) & Nuria Huélamo (CSIC-INTA).

L'Observatoire Européen Austral (ESO) permet aux scientifiques du monde entier de découvrir les secrets de l'Univers pour le bénéfice de tous. Nous concevons, construisons et exploitons des observatoires au sol de classe mondiale - que les astronomes utilisent pour s'attaquer à des questions passionnantes et transmettre la fascination de l'astronomie - et nous encourageons la collaboration internationale en astronomie. Créé en 1962 en tant qu'organisation intergouvernementale, l'ESO est aujourd'hui soutenu par 16 États membres (Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, France, Finlande, Irlande, Italie, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse), ainsi que par l'État hôte du Chili et l'Australie en tant que partenaire stratégique. Le siège de l'ESO ainsi que son centre d'accueil et son planétarium, l'ESO Supernova, sont situés près de Munich en Allemagne, tandis que le désert chilien d'Atacama, un endroit magnifique offrant des conditions uniques pour observer le ciel, accueille nos télescopes. L'ESO exploite trois sites d'observation : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le Very Large Telescope et son Very Large Telescope Interferometer, ainsi que deux télescopes de sondage, VISTA observant dans l'infrarouge et le VLT Survey Telescope observant dans la lumière visible. Toujours à Paranal, l'ESO accueillera et exploitera le Cherenkov Telescope Array South, l'observatoire de rayons gamma le plus grand et le plus sensible au monde. Avec ses partenaires internationaux, l'ESO exploite APEX et ALMA à Chajnantor, deux installations qui observent le ciel dans le domaine millimétrique et submillimétrique. Au Cerro Armazones, près de Paranal, nous construisons "le plus grand œil au monde tourné vers le ciel" - l'Extremely Large Telescope de l'ESO. Depuis nos bureaux de Santiago du Chili, nous soutenons nos opérations dans le pays et nous nous engageons auprès des partenaires et de la société chiliens.

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Contacts

Núria Miret-Roig
Department of Astrophysics, University of Vienna
Vienna, Austria
Tél: +43 1427753845
Courriel: nuria.miret.roig@univie.ac.at

Hervé Bouy
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Université de Bordeaux
Pessac, France
Tél: +33 5 40 00 32 94
Courriel: herve.bouy@u-bordeaux.fr

Bárbara Ferreira
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Thierry Botti (contact presse pour la France)
Réseau de diffusion scientifique de l'ESO et Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
Marseille, France
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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso2120.