Premier Exomoon Trouvé? Neptune-Sized World, probablement une planète extraterrestre en orbite

Les scientifiques ont peut-être emballé le tout premier exomoon.

Les télescopes spatiaux Kepler et Hubble de la NASA ont repéré la preuve d'un satellite de la taille de Neptune en orbite autour de la planète WASP-1625b, semblable à Jupiter, située à environ 8 000 années-lumière de la Terre, rapporte une nouvelle étude.

"Nous avons fait de notre mieux pour exclure d'autres possibilités telles que des anomalies d'engins spatiaux, d'autres planètes dans le système ou une activité stellaire, mais nous ne pouvons trouver aucune autre hypothèse unique pouvant expliquer toutes les données dont nous disposons", L’auteur David Kipping, astronome à l’Université Columbia de New York, a déclaré aux journalistes plus tôt cette semaine. [The Hubble Space Telescope: A 25th Anniversary Photo Celebration]

Néanmoins, lui et son auteur principal, Alex Teachey, également astronome de la Colombie, ont souligné que les observations ne constituaient pas une détection définitive.

"Nous espérons revoir l'étoile dans le futur pour vérifier ou rejeter l'hypothèse de l'exomoon", a déclaré Kipping. "Et s'il était validé, le système planète-lune – un Jupiter avec une lune de la taille de Neptune – serait un système remarquable avec des propriétés inattendues, faisant ainsi écho à bien des égards à la découverte inattendue de Jupiters dans les premiers jours de la chasse aux planètes."

Chasse aux exomoons

Les nouveaux résultats proviennent d’une chasse concertée d’exonades menée par Teachey et Kipping à partir des données de Kepler, qui a permis de découvrir environ 70% des 3 800 exoplanètes connues à ce jour. Kepler découvre des mondes via la "méthode du transit" en notant les minuscules baisses de luminosité des étoiles causées par les planètes en orbite traversant le visage de leurs étoiles.

Des recherches antérieures ont suggéré que les grands exomoons (et donc détectables) sont rares autour des grandes planètes qui gravitent autour de leurs étoiles mères. On pense que de tels satellites seraient probablement perdus lors de la migration interne provoquée par le chaos entreprise par ces géants après leur formation.

Teachey et Kipping ont donc étudié les observations effectuées par Kepler sur 284 planètes présentant des orbites relativement larges – des mondes prenant au moins 30 jours terrestres pour effectuer un tour complet. Et ils ont remarqué des déviations étranges dans la "courbe de lumière" générée par le transit de 19 heures de Kepler-1625b, une planète environ trois fois plus lourde que Jupiter qui gravite autour d'une étoile aussi massive que notre propre soleil. (En 2017, les chercheurs ont annoncé à contrecœur la découverte de ces bizarreries dans les trois transits observés par Kepler, après l'annonce de leur fuite sur Twitter.)

Le duo a donc appliqué pour étudier la planète avec Hubble et a obtenu 40 heures d'observation avec le télescope emblématique. Ils ont réussi à observer un autre transit à la fin d'octobre 2017 et ont constaté deux "anomalies importantes", selon Kipping.

"La première est que la planète semble avoir transit une heure et quart de trop, c'est un signe de quelque chose qui tire sur la planète par gravité", a-t-il déclaré. "La deuxième anomalie est une diminution supplémentaire de la luminosité de l'étoile après la fin du transit planétaire."

Une lune en orbite autour de Kepler-1625b est la meilleure explication, ont déclaré Teachey et Kipping. Rien n'indique qu'une autre planète du système puisse tirer sur Kepler-1625b, et la gradation secondaire est compatible avec une lune traquant le géant gazier pendant son transit. [7 Greatest Alien Planet Discoveries by NASA’s Kepler Spacecraft (So Far)]

Une très grande lune

Les observations de Kepler et Hubble, ainsi que les travaux de modélisation, suggèrent que la lune a à peu près la taille de Neptune et 1,5% de la taille de Kepler-1625b. Ce dernier numéro explique pourquoi le duo se réfère au grand objet candidat en tant que satellite, a déclaré Teachey.

"Lorsque nous calculons le rapport de masse, c'est en quelque sorte ce que je dirais devant un tribunal qui définit la différence entre une planète et une lune ou une planète binaire", a-t-il déclaré. "J'appellerais cela une lune, mais dans une certaine mesure, je pense que c'est quelque chose de sémantique – ce que les gens veulent définir comme une planète et une lune ou un système binaire."

En effet, le ratio de masse est similaire pour notre propre système Terre-Lune: 1,2%.

Le candidat exomoon gravite autour de 3 millions de kilomètres de sa planète hôte, environ huit fois plus loin que les cercles lunaires de la Terre. Mais comme il est si grand, l'objet serait environ deux fois plus grand dans le ciel de Kepler-1625b que la lune de la Terre dans la nôtre, ont déclaré Teachey et Kipping.

Les astronomes connaissent trois mécanismes majeurs de formation de la lune: la capture gravitationnelle (ce qui semble être le cas de la plus grande lune de Neptune, Triton); des impacts puissants (comme ce fut le cas avec la Lune de la Terre, qui s'est formée à partir de matériaux projetés dans l'espace par une collision ancienne); et la fusion de matériau à partir d'un disque de matériau entourant une planète nouveau-née.

Les scénarios de capture et d’impact sont invraisemblables pour une si grande lune, a déclaré Kipping. Ainsi, le corps candidat s'est probablement formé à partir d'un disque circumplanétaire, à l'instar des grandes lunes galiléennes de Jupiter.

Kepler-1625b semble en orbite autour de la zone habitable de son étoile, la plage de distances idéale où une eau liquide pourrait être stable à la surface du monde. Mais la lune est si grosse qu'elle est presque certainement gazeuse, sans surface discernable, a déclaré Teachey.

Donc, vous devriez probablement tasser toute pensée liée à Pandora ou à Endor qui pourrait vous traverser l'esprit, car la lune ne semble pas être un bon pari pour la vie extraterrestre (du moins, pas pour la vie "avancée").

Et il y a une autre ride à l'histoire de l'habitabilité. Bien que l'étoile hôte de Kepler-1625b soit semblable au soleil, on pense qu'elle a environ 10 milliards d'années, soit plus de deux fois l'âge de l'étoile de la Terre. Son cycle de vie est donc beaucoup plus long et il est donc probablement un peu plus chaud que le soleil.

Cela soulève la possibilité que le candidat exomoon ne soit pas aussi massif que cela puisse paraître. Au contraire, il pourrait avoir été soufflé relativement récemment par l’afflux accru de radiations stellaires. En effet, certains modèles du duo permettent une masse aussi faible que celle de la Terre, a déclaré Teachey.

"Mais c'est vraiment un peu plus spéculatif ici", a-t-il souligné. "Nous n'avons aucune preuve de penser cela directement, de prouver que c'est ce qui s'est passé dans le passé de cette planète. Mais il y a certainement des jeux intéressants que vous pouvez jouer lorsque vous reconnaissez que cette étoile est dans cette phase de transition. "

Clouer

Là encore, la lune en discussion reste un candidat et non un corps confirmé. La confirmation pourrait venir rapidement avec d'autres observations, cependant.

En fait, cela pourrait ne prendre qu'une seule observation de transit supplémentaire montrant un "événement distinct, semblable à une lune propre", a déclaré Kipping.

"Si nous voyons cela, alors je pense que nous avons terminé", a-t-il déclaré. "Si nous ne le voyons pas, il existe une fraction de nos modèles qui permettent en fait que cela se produise encore. Et il faudrait ensuite partir de là. Il est difficile de prédire exactement ce que les données nous donneront, jusqu'à ce que nous voyions dans ce scénario. "

Teachey et lui espèrent faire cette observation supplémentaire avec Hubble. Les télescopes au sol ne sont pas une option, car la rotation de la Terre éloigne Kepler-1625b et son étoile bien avant que le transit ne soit terminé, a expliqué Teachey.

La nouvelle étude a été publiée en ligne aujourd'hui (3 octobre) dans la revue Science Advances.

Livre de Mike Wall sur la recherche de la vie extraterrestre, "Là-bas"sera publié le 13 novembre 2018. Suivez le sur Twitter @michaeldwall et Google+. Suivez nous @Spacedotcom, Facebook ou Google+. Publié à l'origine sur Space.com.