Le télescope spatial Hubble a identifié 16 étoiles qui pourraient avoir des planètes extrasolaires. La découverte a été faite en utilisant la méthode du transit, où les planètes assombrissent légèrement leurs étoiles parentes lorsqu'elles passent devant. Des observations supplémentaires seront nécessaires pour calculer réellement la masse des planètes en transit.
Le télescope spatial Hubble de la NASA a découvert 16 planètes extrasolaires en orbite autour d'une variété d'étoiles lointaines dans la région centrale de notre galaxie de la Voie lactée.
La planète bonanza a été découverte au cours d'une enquête Hubble, appelée la recherche de planète extrasolaire éclipsant la fenêtre du Sagittaire (SWEEPS). Hubble a regardé plus loin que jamais recherché avec succès pour les planètes extrasolaires. Hubble a observé 180 000 étoiles dans le renflement central surpeuplé de notre galaxie, à 26 000 années-lumière. C'est le quart du diamètre du disque en spirale de la Voie lactée. Les résultats paraîtront dans le numéro du 5 octobre de la revue Nature.
Ce décompte est cohérent avec le nombre de planètes qui devraient être découvertes à partir d'une enquête aussi éloignée, sur la base des précédentes détections d'exoplanètes effectuées dans notre voisinage solaire local. La vue étroite de Hubble couvrait une bande de ciel dont la taille angulaire n'était pas supérieure à 2% de la zone de la pleine lune. Extrapolées à l'ensemble de la galaxie, les données de Hubble fournissent des preuves solides de l'existence d'environ 6 milliards de planètes de la taille de Jupiter dans la Voie lactée.
Cinq des planètes nouvellement découvertes représentent un nouveau type de planète extrême introuvable dans les recherches à proximité. Surnommées planètes à ultra-courte période (USPP), ces mondes tournoient autour de leurs étoiles en moins d'un jour terrestre.
«La découverte des planètes à très courte période a été une grande surprise», a déclaré le chef d'équipe Kailash Sahu du Space Telescope Science Institute, Baltimore. "Notre découverte donne également des preuves très solides que les planètes sont aussi abondantes dans d'autres parties de la galaxie que dans notre voisinage solaire."
Hubble n'a pas pu voir directement les 16 candidats nouvellement trouvés sur la planète. Les astronomes ont utilisé la caméra avancée de Hubble pour les levés pour rechercher des planètes en mesurant la légère gradation d'une étoile due au passage d'une planète devant elle, un événement appelé transit. La planète devrait avoir la taille de Jupiter pour bloquer suffisamment de lumière stellaire, environ 1 à 10%, pour être mesurable par Hubble.
Les planètes sont appelées «candidates» car les astronomes n'ont pu obtenir des mesures de masse de suivi que pour deux d'entre elles en raison de la distance et de la faiblesse de ces systèmes. Après une analyse exhaustive, l'équipe a exclu des explications alternatives telles qu'un transit de pâturage par un compagnon stellaire qui pourrait imiter la signature prédite d'une vraie planète. La découverte pourrait plus que doubler le nombre de planètes espionnées avec la technique de transit à ce jour.
Les planètes candidates ont tendance à tourner autour d'étoiles plus abondantes en éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, comme le carbone. Cela soutient les théories selon lesquelles les étoiles riches en éléments lourds ont les ingrédients nécessaires pour former des planètes.
La planète candidate avec la période orbitale la plus courte, nommée SWEEPS-10, oscille autour de son étoile en 10 heures. Située à seulement 740 000 miles de son étoile, la planète est parmi les plus chaudes jamais détectées. Il a une température estimée à environ 3 000 degrés Fahrenheit.
"Cette planète qui épouse les étoiles doit être au moins 1,6 fois la masse de Jupiter, sinon le muscle gravitationnel de l'étoile la séparerait", a déclaré Mario Livio, membre de l'équipe SWEEPS. "La basse température de l'étoile permet à la planète de survivre si près de l'étoile."
"Les planètes à ultra-courte période semblent se produire préférentiellement autour d'étoiles naines rouges normales qui sont plus petites et plus fraîches que notre soleil", a expliqué Sahu. "L'absence apparente d'USPP autour des étoiles semblables au soleil dans notre quartier local indique qu'elles pourraient s'être évaporées lorsqu'elles ont migré trop près d'une étoile plus chaude."
Il existe une autre raison pour laquelle des planètes semblables à Jupiter autour d'étoiles plus fraîches peuvent migrer plus près de l'étoile que de telles planètes autour d'étoiles plus chaudes. Le disque circumstellaire de gaz et de poussière à partir duquel ils se sont formés se rapproche d'une étoile plus froide. Depuis la découverte du premier «Jupiter chaud» autour d'une autre étoile en 1995, les astronomes ont réalisé que ce type inhabituel de planète massive devait s'être envolé près de son étoile parente depuis un endroit plus éloigné où il devait se former. Le bord intérieur d'un disque circumstellaire interrompt la migration.
Les transits planétaires ne se produisent que lorsque l'orbite de la planète est vue de près. Cependant, seulement environ 10 pour cent des Jupiters chauds ont des orbites frontales qui permettent à la planète d'être observée en transitant par une étoile. Pour réussir, les enquêtes sur les transports en commun doivent voir un grand nombre d'étoiles à la fois. L'enquête de transit SWEEPS a couvert un riche champ d'étoiles dans la fenêtre du Sagittaire.
Le terme «fenêtre» implique une vue dégagée sur le centre galactique, mais une grande partie du plan galactique est obscurcie par la poussière. Hubble a surveillé 180 000 étoiles pour une gradation périodique et brève de la luminosité d'une étoile. Le champ d'étoiles a été observé sur une période continue de sept jours du 23 au 29 février 2004. Pour garantir que la gradation était causée par un objet en orbite autour d'une étoile, l'équipe a utilisé Hubble pour détecter de deux à 15 transits consécutifs pour chacun des 16 candidats planète.
Deux étoiles sur le terrain sont suffisamment brillantes pour que l'équipe SWEEPS puisse confirmer de manière indépendante la présence d'une planète en mesurant spectroscopiquement une légère oscillation dans le mouvement de l'étoile en raison de l'attraction gravitationnelle d'un compagnon invisible. Ils ont utilisé le très grand télescope de l'Observatoire européen austral, situé sur le mont Paranal au Chili, pour mesurer une légère oscillation dans l'étoile.
L'un des candidats planétaires a une masse inférieure à la limite de détection de 3,8 masses Jupiter. L'autre candidat est de 9,7 masses Jupiter, ce qui est inférieur à la masse minimale de 13 masses Jupiter pour une naine brune. Une naine brune est un objet qui se forme comme une étoile mais n'a pas assez de masse pour briller par fusion nucléaire.
Étant donné que les étoiles sont si faibles et que le champ de vision est si dense d'étoiles, il n'est pas possible de mesurer la légère oscillation dans le mouvement de l'étoile en utilisant la spectroscopie pour confirmer la plupart des planètes candidates. Les futurs télescopes tels que le télescope spatial James Webb de la NASA fourniront la sensibilité nécessaire pour confirmer la plupart des candidats à la planète.
Le programme Hubble SWEEPS est une preuve de concept importante pour la future mission Kepler de la NASA, dont le lancement est prévu en 2007. L'observatoire Kepler surveillera en permanence une région de la galaxie de la Voie lactée pour détecter les planètes en transit autour d'étoiles principalement éloignées. Kepler sera suffisamment sensible pour détecter éventuellement des centaines de planètes candidates de la taille de la Terre dans ou à proximité de la zone habitable, la distance d'une étoile où de l'eau liquide pourrait éventuellement exister à la surface d'une planète.
Le télescope spatial Hubble est un projet de coopération internationale entre la NASA et l'Agence spatiale européenne. Le Space Telescope Science Institute mène des opérations scientifiques à Hubble. L'institut est exploité pour la NASA par l'Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Washington.
Source d'origine: Communiqué de presse Hubble
