Astronomie

Recapture potentielle de planètes voyous

Recapture potentielle de planètes voyous


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Les planètes voyous peuvent être désignées comme des planètes voyous en raison de l'un des deux scénarios possibles : 1) la « planète voyou » s'est formée comme une naine sous-brune, ou 2) la planète a été éjectée de son système stellaire d'origine. Je tiens à préciser qu'ici, je m'intéresse aux objets de la deuxième catégorie - des objets similaires aux planètes que nous trouvons dans notre système solaire.

Une planète voyou, ayant été éjectée de son système stellaire d'origine, pourrait-elle être recapture gravitationnellement par un autre système stellaire ? Si c'est le cas, serait-il susceptible de perturber d'autres corps du système stellaire (je sais que cela dépend de la taille ; disons que la planète voyou est un « Jupiter chaud ») ?

Je me rends compte que nous ne savons pas grand-chose sur ces objets (avouons-le, nous n'en connaissons que quelques-uns), donc je ne cherche pas d'exemples, mais des réponses logiques seraient très utiles.


Pour commencer, les jupiters chauds (HJ) sont pas pareil aux planètes du système solaire (elles sont beaucoup plus chaudes et très proches de leur étoile hôte). Il est pratiquement impossible pour les HJ d'être éjectés de la sphère d'influence de leur star. La raison en est qu'ils sont gravitationnellement assez étroitement liés à leur étoile, de sorte que toute interaction gravitationnelle avec un troisième corps qui leur procurerait suffisamment d'énergie pour l'éjection doit être plus proche que possible sans que cela ne conduise à une collision avec ce troisième corps.

Ainsi, les planètes voyous qui ne se sont pas formées indépendamment d'une étoile devaient être beaucoup moins liées à leur étoile mère, comme les planètes extérieures du système solaire. Bien entendu, une fois éjecté (flottant), un tel objet peut en principe être re-capturé dans un autre système planétaire ou un système binaire. Cependant, cela est assez improbable, puisque la planète doit se déplacer avec une vitesse très proche de celle de son capteur. En outre, il doit impliquer un troisième corps (soit une autre planète ou une étoile liée à sa capture) pour absorber (dans son orbite) l'énergie orbitale (et le moment angulaire) libérée par la capture.

La seule possibilité est que la planète ait été éjectée très tôt, alors que l'association stellaire / groupe / amas ouvert au sein duquel elle est née n'avait pas encore été dissoute. Ensuite, il peut trouver un autre foyer avec l'un des autres membres de cette association.

Je ne pense pas que quiconque ait estimé les probabilités réelles que cela se produise, mais pourquoi êtes-vous intéressé ?


En remarque, il semble clair que les planètes en orbite se forment à partir de / dans les disques de gaz entourant les protoétoiles, mais il n'est pas clair si les naines brunes ne peuvent pas également se former de cette façon. Qu'un objet formé de cette manière devienne ou non une planète gazeuse, une naine brune ou même une étoile dépend entièrement de sa masse et non du processus de formation.


Les processus par lesquels les planètes peuvent être séparées de leurs étoiles mères sont discutés en détail par Davies et al. (2014). Ceux-ci incluent l'éjection directe par des interactions avec d'autres étoiles dans des environnements de naissance denses ; l'éjection de planètes en raison d'interactions planète-planète, qui se produit encore une fois assez tôt dans la vie d'une étoile ; l'éjection ultérieure des planètes après une instabilité due au passage d'une étoile. Il existe également une possibilité d'interactions d'échange, c'est-à-dire qu'une planète échangera des étoiles lors d'une interaction. Encore une fois, cela est plus susceptible de se produire dans un environnement de naissance dense plutôt que plus tard dans la vie d'une étoile.

Si l'éjection de la planète se produit alors qu'ils sont toujours dans les environs denses de leur naissance, puis reprise par une autre étoile est possible. Un article très récent de Wang et al. (2015) explore cette possibilité même en utilisant des simulations à N corps, mais il existe d'autres articles à examiner par Parker & Quanz (2012) ou Perets & Kouwenhoven (2012). Ces articles semblent convenir que le processus de recapture n'est pas courant (mais pas rare non plus) et se produira plutôt tôt que tard, avant que l'amas ne se disperse. Ce dernier de ces articles a des résultats particulièrement accrocheurs : ils constatent que si le nombre de planètes flottant librement est comparable au nombre d'étoiles, alors environ 5% des étoiles recapturent une planète. La capture tend à placer la planète sur une orbite large et excentrique (des centaines d'au ou plus). La capture est plus probable pour les étoiles massives, mais ils prétendent que même des paires naines brunes-planète ou planète-planète pourraient être formées en petit nombre.

Une fois que la planète a quitté l'environnement de l'amas, comme c'est le cas pour les interactions étoile-étoile dans le champ galactique, la probabilité de rencontrer une autre étoile et d'être capturée est très faible.


Liste des exoplanètes potentiellement habitables

C'est un liste des exoplanètes potentiellement habitables. La liste est principalement basée sur des estimations d'habitabilité du catalogue des exoplanètes habitables (HEC) et des données des archives des exoplanètes de la NASA. Le HEC est maintenu par le Planetary Habitability Laboratory de l'Université de Porto Rico à Arecibo. [1]

On pense que l'habitabilité de la surface de la planète nécessite une orbite à la bonne distance de l'étoile hôte pour que de l'eau de surface liquide soit présente, en plus de divers aspects géophysiques et géodynamiques, de la densité atmosphérique, du type et de l'intensité du rayonnement et de l'environnement plasma de l'étoile hôte. [2]


Mystérieuses planètes voyous

Notre galaxie est pleine de mondes mystérieux, certains ressemblent à la Terre et peuvent avoir les bonnes conditions pour la vie telle que nous la connaissons, tandis que d'autres sont infernales et orbitent si près de leur étoile qu'ils sont déchirés, il y a aussi des planètes glacées qui sont complètement gelés au bord de l'espace, des mondes morts en orbite autour d'anciennes étoiles explosées et d'une géante gazeuse qui subissent des vitesses de vent féroces supérieures à 5 000 milles à l'heure, mais certains des mondes les plus étranges jamais découverts sont connus sous le nom de planètes voyous. Les planètes voyous sont d'énormes objets qui s'émerveillent seuls dans l'obscurité de l'espace interstellaire, intacts et sans étoile mère.

On ne sait pas grand-chose sur la façon dont ces planètes existent, mais les scientifiques pensent qu'il s'agit soit d'étoiles défaillantes, soit de planètes qui ont été éjectées d'un système planétaire après une rencontre avec un autre monde. Les planètes voyous brillent normalement à cause de la chaleur de leur formation, mais une fois refroidies, elles disparaissent dans l'obscurité, ce qui les rend extrêmement difficiles à détecter et à observer. Environ 19 planètes voyous potentielles ont été identifiées, dont 2 ont été confirmées, mais les scientifiques pensent qu'il pourrait y avoir des milliards de ces mystérieux mondes sombres à la dérive avec la galaxie de la Voie lactée.

La planète voyou potentielle la plus proche a été nommée SAGE 0855-0714 et peut être trouvé à seulement 7,1 années-lumière de la Terre, cet objet étrange est estimé à environ 3 à 10 fois la masse de Jupiter et pourrait être une planète gazeuse géante qui a été éjectée de son système planétaire, mais les scientifiques pensent que il s'agit plus probablement d'une naine brune car elles sont plus courantes dans toute la galaxie, mais en raison de sa faible masse, cet objet mystérieux pourrait être le monde flottant le plus proche découvert à ce jour.

Alors que potentiellement des milliards de planètes voyous dérivent avec la galaxie de la Voie lactée, la possibilité qu'une d'entre elles entre dans notre système solaire est peu probable, mais il existe des théories qui suggèrent que cela pourrait déjà s'être produit, essayer de trouver ces mondes étonnants insaisissables est comme essayer de trouver un au milieu d'une pile de cheveux, mais au fur et à mesure que les astronomes poursuivent leurs recherches, le mystère des planètes voyous sera lentement élucidé.


Planètes voyous capturées par les étoiles

Dans la conception de cet artiste, un monde capturé dérive à la périphérie d'un système stellaire lointain, si loin de son hôte semblable au Soleil que le disque de l'étoile est à peine résoluble en haut à droite. De nouvelles recherches montrent qu'une étoile sur 20 dans notre galaxie pourrait avoir capturé une planète flottant librement. Crédit : Christine Pulliam (CfA)

Selon une nouvelle étude qui doit être publiée cette semaine, les planètes voyous pourraient ne pas être seules pour toujours. L'étude détaille comment les planètes voyous sont parfois « accrochées ou saisies » par des étoiles et peut-être par d'autres planètes.

Cambridge, Massachusetts – De nouvelles recherches suggèrent que des milliards d'étoiles de notre galaxie ont capturé des planètes voyous qui parcouraient autrefois l'espace interstellaire. Les mondes nomades, qui ont été chassés des systèmes stellaires dans lesquels ils se sont formés, trouvent parfois une nouvelle maison avec un soleil différent. Cette découverte pourrait expliquer l'existence de certaines planètes qui orbitent étonnamment loin de leurs étoiles, et même l'existence d'un système à double planète.

"Les étoiles échangent des planètes tout comme les équipes de baseball échangent des joueurs", a déclaré Hagai Perets du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

L'étude, co-écrite par Perets et Thijs Kouwenhoven de l'Université de Pékin, en Chine, paraîtra dans le numéro du 20 avril de The Astrophysical Journal.

Pour parvenir à leur conclusion, Perets et Kouwenhoven ont simulé de jeunes amas d'étoiles contenant des planètes flottantes. Ils ont découvert que si le nombre de planètes voyous était égal au nombre d'étoiles, alors 3 à 6 % des étoiles saisiraient une planète au fil du temps. Plus une étoile est massive, plus elle a de chances d'accrocher une planète à la dérive.

Ils ont étudié de jeunes amas d'étoiles parce que la capture est plus probable lorsque les étoiles et les planètes flottantes sont entassées dans un petit espace. Au fil du temps, les amas se dispersent en raison d'interactions étroites entre leurs étoiles, de sorte que toute rencontre planète-étoile doit se produire au début de l'histoire de l'amas.

Les planètes voyous sont une conséquence naturelle de la formation des étoiles. Les systèmes stellaires nouveau-nés contiennent souvent plusieurs planètes. Si deux planètes interagissent, l'une peut être éjectée et devenir un voyageur interstellaire. S'il rencontre plus tard une étoile différente se déplaçant dans la même direction à la même vitesse, il peut faire du stop.

Une planète capturée a tendance à se retrouver des centaines ou des milliers de fois plus loin de son étoile que la Terre ne l'est du Soleil. Il est également susceptible d'avoir une orbite inclinée par rapport à toutes les planètes natives, et peut même tourner autour de son étoile vers l'arrière.

Les astronomes n'ont pas encore détecté de cas précis de planètes capturées. Les imposteurs peuvent être difficiles à exclure. Les interactions gravitationnelles au sein d'un système planétaire peuvent projeter une planète sur une orbite large et inclinée qui imite la signature d'un monde capturé.

Trouver une planète sur une orbite lointaine autour d'une étoile de faible masse serait un bon signe de capture, car le disque de l'étoile n'aurait pas eu assez de matière pour former la planète si loin.

La meilleure preuve à ce jour à l'appui de la capture planétaire vient de l'Observatoire européen austral, qui a annoncé en 2006 la découverte de deux planètes (pesant 14 et 7 fois Jupiter) en orbite l'une autour de l'autre sans étoile.

« Le système voyou à double planète est ce qui se rapproche le plus d’un « arme à feu fumante » en ce moment », a déclaré Perets. “Pour obtenir plus de preuves, nous devrons construire des statistiques en étudiant de nombreux systèmes planétaires.”

Notre système solaire pourrait-il abriter un monde extraterrestre bien au-delà de Pluton ? Les astronomes ont cherché et n'ont encore rien trouvé.

"Il n'y a aucune preuve que le Soleil ait capturé une planète", a déclaré Perets. “Nous pouvons exclure les grosses planètes. Mais il y a une chance non nulle qu'un petit monde se cache en marge de notre système solaire.


Contenu

En astronomie et astrobiologie, la zone habitable circumstellaire (CHZ ou parfois "écosphère", "ceinture d'eau liquide", "HZ", "zone de vie" ou "zone Boucle d'or") est la région autour d'une étoile où une planète avec suffisamment d'atmosphère la pression peut maintenir l'eau liquide à sa surface. [4] [5]

Une planète potentiellement habitable implique une planète terrestre dans la zone habitable circumstellaire et avec des conditions à peu près comparables à celles de la Terre (c'est-à-dire un analogue de la Terre) et donc potentiellement favorable à une vie semblable à la Terre. Cependant, la question de savoir ce qui rend une planète habitable est beaucoup plus complexe que d'avoir une planète située à la bonne distance de son étoile hôte pour que l'eau puisse être liquide à sa surface : divers aspects géophysiques et géodynamiques, le rayonnement, et l'étoile hôte L'environnement plasmatique peut influencer l'évolution des planètes et de la vie, s'il est originaire. [2]

En novembre 2013, les astronomes ont rapporté, sur la base de Kepler données de mission spatiale, qu'il pourrait y avoir jusqu'à 40 milliards de planètes de la taille de la Terre en orbite dans les zones habitables des étoiles semblables au Soleil et des naines rouges de la Voie lactée, [6] [7] dont 11 milliards pourraient être en orbite autour du Soleil. comme des étoiles. [8] En 2021, les scientifiques ont publié des estimations des taux d'occurrence des planètes de la zone habitable rocheuse autour d'étoiles semblables au Soleil avec des données et des critères mis à jour liés à la température effective stellaire pour les zones habitables - y compris ∼4 de ces exoplanètes autour des étoiles naines G et K à moins de 10 pc du soleil,

300 millions dans la Voie lactée et une distance moyenne de la planète HZ la plus proche autour de G et K naines d'environ 6 pc. [9] [10] [11]

Un examen de 2015 a conclu que les exoplanètes Kepler-62f, Kepler-186f et Kepler-442b étaient probablement les meilleurs candidats pour être potentiellement habitables. [12] Ceux-ci sont à une distance de 990, 490 et 1 120 années-lumière, respectivement. Parmi ceux-ci, Kepler-186f est la plus proche en taille de la Terre, avec un rayon de 1,2 fois la Terre, et il est situé vers le bord extérieur de la zone habitable autour de son étoile hôte naine rouge. La planète potentiellement habitable TOI 700 d n'est qu'à 100 années-lumière. [13]

En septembre 2020, les astronomes ont identifié 24 planètes superhabitables potentielles (des planètes meilleures que la Terre), y compris des planètes non confirmées, parmi plus de 4000 exoplanètes confirmées à l'heure actuelle, sur la base de paramètres astrophysiques, ainsi que de l'histoire naturelle des formes de vie connues sur Terre. [3]

Il s'agit d'une liste d'exoplanètes dans la zone habitable qui sont inférieures à 10 masses terrestres/2,5 rayons terrestres. Notez que cela ne garantit pas l'habitabilité, et que * représente une planète ou une planète candidate non confirmée. La Terre est incluse à titre de comparaison. [14] [1]

Certains candidats exoplanètes détectés par la vitesse radiale qui étaient à l'origine considérés comme potentiellement habitables se sont avérés plus tard être très probablement des artefacts de l'activité stellaire. Ceux-ci incluent Gliese 581 d & g, [44] Gliese 667 Ce & f, [23] et Gliese 682 b & c. [39]

HD 85512 b a été initialement estimé comme potentiellement habitable, [45] [46] mais des modèles mis à jour pour les limites de la zone habitable ont placé la planète à l'intérieur de la HZ, [47] [48] et elle est maintenant considérée comme non habitable. [1] Kepler-69c est passé par un processus similaire bien qu'initialement estimé être potentiellement habitable, [49] il a été rapidement réalisé que la planète est plus susceptible d'être similaire à Vénus, [50] et n'est donc plus considérée comme habitable. [1]

De même, Tau Ceti e et f étaient initialement tous deux considérés comme potentiellement habitables, [51] mais avec des modèles améliorés de la zone habitable circumstellaire, PHL ne considère actuellement que la planète f potentiellement habitable. [1] Kepler-438b était également initialement considéré comme potentiellement habitable, avec un ESI le plus élevé de 0,88, mais il s'est avéré plus tard être un sujet de puissantes éruptions qui peuvent dépouiller une planète de son atmosphère, il est donc maintenant considéré comme non habitable. [1] Gliese 180 b semble être un autre exemple d'une planète autrefois considérée comme potentiellement habitable mais qui s'est avérée plus tard être à l'intérieur de la zone habitable. [1]

K2-3d et K2-18b étaient à l'origine considérés comme potentiellement habitables et restent répertoriés dans le HEC, [1] mais des études récentes ont montré qu'ils étaient des sous-Neptunes gazeux et donc peu susceptibles d'être habitables. [52] [53] [54] [55] [56] [57]

KOI-1686.01 a également été considérée comme une exoplanète potentiellement habitable après sa détection en 2011, jusqu'à ce qu'elle soit prouvée comme un faux positif par la NASA en 2015. [58] Plusieurs autres KOI ont été considérées comme potentiellement habitables avant la confirmation, mais avec de nouvelles données, elles ne sont plus considérées comme habitables.


ERRANTS LAITEUX

Bien que les plantes voyous soient connues depuis des années, la nouvelle mission révélera, espérons-le, de nouvelles informations sur les milliards potentiels de notre galaxie.

Les simulations du professeur Gaudi et de ses collègues ont révélé que le télescope révolutionnaire en détecterait des centaines – et serait probablement 10 fois plus sensible aux planètes que les télescopes au sol actuels.

Le projet se concentrera sur notre soleil et le centre de la Voie lactée, où vit un trou noir supermassif couvrant quelque 24 000 années-lumière.

L'auteur principal Samson Johnson, un étudiant diplômé du laboratoire du professeur Gaudi, a déclaré : " Plusieurs planètes voyous ont été découvertes.

"Mais pour obtenir une image complète, notre meilleur pari est quelque chose comme Roman.


Des simulations suggèrent que Planet Nine était peut-être un voyou

Une conception d'artiste de Planet Nine. Crédit : Caltech/R. Blessé (IAPC)

(Phys.org)—Les chercheurs spatiaux James Vesper et Paul Mason de l'Université d'État du Nouveau-Mexique ont fait une présentation lors de la réunion American Astronomical Science de cette année décrivant les résultats des simulations qu'ils ont effectuées pour en savoir plus sur Planet Nine, une planète que beaucoup de la communauté des sciences spatiales pense qu'il existe bien au-delà de Pluton. Ils ont présenté des preuves suggérant que si Planet Nine est là-bas, c'est probablement un voyou.

Planet Nine a été prédit pour la première fois il y a seulement deux ans, lorsqu'une équipe d'enquêteurs a remarqué ce qui semblait être une influence gravitationnelle inconnue dans le système solaire externe. Depuis lors, d'autres chercheurs ont également remarqué des influences gravitationnelles compatibles avec une planète de l'ordre de 10 fois la taille de la Terre. Des recherches antérieures ont également suggéré que si la planète existe, elle orbite probablement autour du soleil à environ 1 000 UA (la Terre réside à 1 UA). Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont exécuté 156 simulations informatiques conçues pour montrer quel type d'impact une telle planète aurait sur notre système solaire si elle venait d'ailleurs - une planète voyous qui errait suffisamment près de notre soleil pour être capturée par son tirer.

Les planètes voyous sont celles qui se sont développées en dehors du système solaire ou qui se sont développées dans un autre système stellaire et se sont ensuite échappées d'une manière ou d'une autre. Dans les deux cas, ils voyagent seuls dans l'espace.

Les chercheurs rapportent que leurs simulations ont montré que 60% des fois qu'une planète voyou rencontrait notre système solaire, elle entrait puis repartait, emportant parfois avec elle une autre planète plus petite. Dans 40 pour cent des cas, cependant, le voleur a été capturé et est resté en orbite. Les simulations ont également suggéré que si un tel voyou était capturé, il pourrait orbiter autour du soleil à la distance spéculée et qu'il était peu probable qu'une planète plus grosse que Neptune soit jamais entrée dans notre système solaire - l'ordre de notre système suggère qu'il n'a pas été perturbé depuis la création du système solaire.

Les scientifiques de l'espace ont exprimé la conviction ces derniers mois que Planet Nine sera bientôt confirmé, peut-être dès l'année prochaine, car davantage d'efforts sont déployés pour la trouver.

Abstrait
Les planètes voyous, ou flottantes, peuvent être abondantes dans la Galaxie. Plusieurs ont été observés dans le voisinage solaire. On a prédit qu'elles seraient même plus nombreuses que les étoiles et pourraient expliquer en partie la matière noire dans le disque de la galaxie, à la suite de la formation de planètes circumbinaires. Nous avons effectué des simulations à N corps de rencontres malveillantes avec le système solaire avec une variété de paramètres d'impact. Nous constatons que la masse de Jupiter et les voleurs supérieurs laissent une empreinte significative sur l'architecture du système planétaire. Les modèles de formation de scélérats sont donc contraints par la structure observée du système planétaire. Nous supposons que si les planètes voyous sont abondantes comme prévu, alors, la planète 9 pourrait être un voyou capturé.


ERRANTS LAITEUX

Bien que les plantes voyous soient connues depuis des années, la nouvelle mission révélera, espérons-le, de nouvelles informations sur les milliards potentiels de notre galaxie.

Les simulations du professeur Gaudi et de ses collègues ont révélé que le télescope révolutionnaire en détecterait des centaines – et serait probablement 10 fois plus sensible aux planètes que les télescopes au sol actuels.

Le projet se concentrera sur notre soleil et le centre de la Voie lactée, où vit un trou noir supermassif couvrant quelque 24 000 années-lumière.

L'auteur principal Samson Johnson, un étudiant diplômé du laboratoire du professeur Gaudi, a déclaré : " Plusieurs planètes voyous ont été découvertes.

"Mais pour obtenir une image complète, notre meilleur pari est quelque chose comme Roman.


Des scientifiques découvrent une planète voyou géante qui bourdonne dans l'espace

Tous ceux qui errent ne sont pas perdus, mais cela pourrait être le cas pour une planète voyou nouvellement découverte. Les scientifiques ont trouvé des preuves d'une masse planétaire géante en dehors de notre système solaire qui semble voyager sans aucune sorte d'orbite définie ou d'étoile mère.

Cet imbécile maladroit d'une planète a été découvert pour la première fois par des astronomes utilisant le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation. Depuis l'observatoire de radioastronomie, les scientifiques ont pu capter son activité magnétique et l'étudier, dont les conclusions ont été rendues publiques jeudi. C'est la première fois que la détection par radiotélescope de l'observatoire est capable de détecter un objet de masse planétaire au-delà de notre système solaire.

Bien que la découverte soit une première pour l'observatoire, l'objet, connu sous le nom de SIMP J01365663+0933473, était probablement difficile à manquer étant donné qu'il s'agit d'une "puissance magnétique étonnamment puissante" environ une douzaine de fois plus grande que Jupiter. La masse planétaire a valu le surnom de «voyou» pour être détachée d'une orbite, d'une étoile parente ou d'une autorité galactique. Mais ce n'est pas parce qu'il s'agit d'un anarchiste céleste qui reste en dehors d'un système solaire de conformistes qu'il ne peut pas offrir aux scientifiques de nouvelles informations importantes sur ses propriétés magnétiques.

"Cet objet est juste à la frontière entre une planète et une naine brune, ou" étoile défaillante ", et nous réserve des surprises qui peuvent potentiellement nous aider à comprendre les processus magnétiques sur les étoiles et les planètes", a déclaré Melodie Kao, boursière postdoctorale Hubble. à l'Arizona State University et responsable de l'étude. "Cet objet particulier est passionnant car l'étude de ses mécanismes de dynamo magnétique peut nous donner de nouvelles informations sur la façon dont le même type de mécanismes peut fonctionner sur des planètes extrasolaires - des planètes situées au-delà de notre système solaire."

Bien que le SIMP J01365663+0933473 ait été récupéré pour la première fois en 2016, on pensait qu'il ne s'agissait que d'une naine brune à l'époque. La découverte de Kao suggère qu'elle pourrait être classée comme une planète à part entière et pourrait utiliser un meilleur nom que SIMP J01365663+0933473.

A 200 millions d'années et à 20 années-lumière de la Terre, cette planète voyou offre aux scientifiques une clé pour détecter les exoplanètes, y compris celles comme elle qui sont plus difficiles à trouver car elles ne sont pas en orbite autour d'une étoile mère.


La planète errante

Des planètes voyous errent dans l'espace interstellaire, détachées de leurs étoiles et délogées de leurs orbites pour flotter librement dans le vide désolé du cosmos ! Un mécanisme qui présente un phénomène très intrigant pour les astronomes. Bien que de telles planètes soient assez difficiles à détecter en raison de leur nature relativement faible, un certain nombre ont été découvertes. Les estimations évaluent le nombre de ces mondes solitaires à 400 milliards, à la dérive dans notre seule galaxie. Il est tout à fait possible en effet que notre propre système solaire ait commencé avec plus que le nombre de planètes actuelles que nous connaissons, qu'elles ont par conséquent été jetées dans la désolation cosmique pour devenir ces voyous planétaires voyous.

Cependant, les planètes voyous sont-elles vraiment des planètes et devraient-elles se voir attribuer un tel nom, conformément aux normes de dénomination de l'Union astronomique internationale ? Pour répondre à cette question, il faut d'abord déterminer le mécanisme par lequel ils se sont formés. Appeler une planète voyou une planète signifie supposer qu'elle est née d'un disque proto-planétaire autour d'une étoile mère et qu'elle a ensuite été larguée vers l'extérieur à la suite d'interactions gravitationnelles avec d'autres planètes. Mais, peut-être, il n'était lié à aucune étoile et s'est formé indépendamment comme une naine brune en tant qu'entité s'effondrant de poussière interstellaire. Comme le mécanisme par lequel ces objets se sont formés reste actuellement non résolu, je vais étendre un point et les appeler des planètes voyous, pour les besoins de cet article.

Un certain nombre de planètes voyous ont été mis en évidence pour exister. Les planètes voyous sont des objets faibles et sombres qui n'émettent aucune lumière et sont donc difficiles à détecter, comme le prouve leur absence d'étoile éclairante. Mais, les astronomes peuvent utiliser des techniques de microlentilles gravitationnelles pour détecter ces planètes sombres. La microlentille gravitationnelle est basée sur le fait que la gravité affecte la lumière. Par conséquent, les objets massifs devraient faire plier la lumière. Toutes les planètes voyous invisibles imposeraient des effets gravitationnels à la lumière des étoiles devant lesquelles elles passent. L'éclat de ces étoiles s'en trouverait accru. Ainsi, un observateur dans la ligne focale de l'étoile d'arrière-plan verrait la lumière comme courbée et une augmentation de la luminosité se produirait. La planète voyou est donc utilisée comme une lentille d'interruption qui dévie la lumière en raison d'effets relativistes généraux et, par conséquent, permet à l'observateur de collecter plus de lumière. Pour que cela fonctionne, l'observateur, l'objectif (planète voyou) et la source (arrière-plan) doivent être positionnés dans un alignement parfait.

L'objet de masse planétaire voyou le plus proche jamais découvert (WISE 0855-0714) se trouve à 7 années-lumière et représente environ 3 à 10 fois la masse de Jupiter. Récemment également, à l'aide du télescope Canada-France-Hawaï et du très grand télescope, des astronomes ont découvert CFBDSIR2149, une géante gazeuse estimée à environ 4 à 7 fois la masse de Jupiter et située à 100 années-lumière. Il a été trouvé émettant une faible lueur infrarouge et semble être associé au jeune groupe stellaire AB Doradus. En 2013, les astronomes ont découvert le PSO J318.5-22 flottant librement avec la masse la plus faible que celle de 6 Jupiters, à 80 années-lumière.

PSO-J318.5-22 Planète voyou. Crédit d'image : Consortium scientifique Pan-STARRS1

De telles planètes voyous ont également envisagé la possibilité d'une vie extraterrestre. Des suggestions ont été faites selon lesquelles de telles planètes pourraient être des demeures potentielles de vie extraterrestre, étant donné la possibilité qu'elles pourraient posséder des océans souterrains alimentés par l'énergie géothermique, comme cela est justifié par leur largage en dehors de leur système solaire parent assez tôt. L'évolution devrait être créative, étant donné que la photosynthèse ne serait pas possible, faute de source lumineuse. Une telle vie sur ces planètes ressemblerait donc de loin à la vie sur Terre.

La planète flottante la plus proche CFBDSIR J214947.2-040308.9 telle que capturée par l'instrument SOFI sur le télescope de nouvelle technologie de l'Observatoire européen austral en lumière infrarouge. Comme il n'orbite pas autour d'une étoile mère illuminatrice, il n'émet qu'une faible lueur infrarouge. Crédit image : ESO

Il pourrait y avoir peut-être autant de planètes voyous qu'il y a d'étoiles. Qui sait si la vie est dispersée dans ces fascinants vagabonds cosmiques ? Cependant peu probable, nous devons encore envisager la possibilité!

Bibliographie

Han C, Chung SJ, Kim D et al. 2004. Microlentille gravitationnelle : un outil de détection et de caractérisation des planètes flottantes. ApJ 96 : 372-378.

T. Sumi et al. 2011. Population de masse planétaire non liée ou distante détectée par microlentille gravitationnelle. Nature 473 : 349-52.

Source de l'image en vedette : Observatoire européen austral. Vue d'artiste de CFBDSIR2149.


La mission romaine de la NASA prévoit de trouver 100 000 planètes en transit

Illustration d'une planète transitant par son étoile hôte. Crédit : Jet Propulsion Laboratory de la NASA

Le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA créera d'énormes panoramas cosmiques, nous aidant à répondre aux questions sur l'évolution de notre univers. Les astronomes s'attendent également à ce que la mission trouve des milliers de planètes à l'aide de deux techniques différentes, car elle étudie un large éventail d'étoiles de la Voie lactée.

Roman localisera ces nouveaux mondes potentiels, ou exoplanètes, en suivant la quantité de lumière provenant d'étoiles lointaines au fil du temps. Dans une technique appelée microlentille gravitationnelle, un pic de lumière signale qu'une planète peut être présente. D'un autre côté, si la lumière d'une étoile diminue périodiquement, cela peut être dû au fait qu'une planète traverse la face d'une étoile alors qu'elle termine une orbite. Cette technique est appelée la méthode du transit. En utilisant ces deux méthodes pour découvrir de nouveaux mondes, les astronomes saisiront une vue sans précédent de la composition et de l'arrangement des systèmes planétaires à travers notre galaxie.

Prévu pour un lancement au milieu des années 2020, Roman sera l'un des chasseurs de planètes les plus prolifiques de la NASA.

Le grand champ de vision de la mission, sa résolution exquise et sa stabilité incroyable fourniront une plate-forme d'observation unique pour découvrir les minuscules changements de lumière nécessaires pour trouver d'autres mondes via la microlentille. Cette méthode de détection tire parti des effets de courbure de la lumière gravitationnelle des objets massifs prédits par la théorie de la relativité générale d'Einstein.

Cela se produit lorsqu'une étoile de premier plan, la lentille, s'aligne au hasard avec une étoile d'arrière-plan éloignée, la source, vue de la Terre. Au fur et à mesure que les étoiles dérivent dans leurs orbites autour de la galaxie, l'alignement se déplace au fil des jours, voire des semaines, modifiant la luminosité apparente de l'étoile source. Le schéma précis de ces changements fournit aux astronomes des indices sur la nature de l'étoile lentille au premier plan, y compris la présence de planètes autour d'elle.

De nombreuses étoiles que Roman examinera déjà pour l'enquête par microlentille pourraient abriter des planètes en transit.

"Les événements de microlentille sont rares et se produisent rapidement, vous devez donc regarder de nombreuses étoiles à plusieurs reprises et mesurer avec précision les changements de luminosité pour les détecter", a déclaré l'astrophysicien Benjamin Montet, maître de conférences Scientia à l'Université de Nouvelle-Galles du Sud à Sydney. "Ce sont exactement les mêmes choses que vous devez faire pour trouver des planètes en transit, donc en créant une étude robuste par microlentille, Roman produira également une belle étude de transit."

Dans un article de 2017, Montet et ses collègues ont montré que Roman, anciennement connu sous le nom de WFIRST, pouvait attraper plus de 100 000 planètes passant devant ou transitant par leurs étoiles hôtes. L'obscurcissement périodique lorsqu'une planète passe à plusieurs reprises devant son étoile fournit des preuves solides de sa présence, ce que les astronomes doivent généralement confirmer par des observations de suivi.

L'approche de transit pour trouver des exoplanètes a connu un franc succès pour les missions Kepler et K2 de la NASA, qui ont découvert environ 2 800 planètes confirmées à ce jour, et est actuellement utilisée par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA. Étant donné que Roman trouvera des planètes en orbite autour d'étoiles plus lointaines et plus faibles, les scientifiques devront souvent s'appuyer sur le vaste ensemble de données de la mission pour vérifier les planètes. Par exemple, Roman pourrait voir des éclipses secondaires - de petites baisses de luminosité lorsqu'un candidat planétaire passe derrière son étoile hôte, ce qui pourrait aider à confirmer sa présence.

Les méthodes de détection jumelles de microlentille et de transits se complètent, permettant à Roman de trouver un large éventail de planètes. La méthode de transit fonctionne mieux pour les planètes en orbite très proche de leur étoile. La microlentille, quant à elle, peut détecter des planètes en orbite loin de leurs étoiles hôtes. Cette technique permet également de trouver des planètes dites voyous, qui ne sont pas du tout liées gravitationnellement à une étoile. These worlds can range from rocky planets smaller than Mars to gas giants.

This graphic highlights the search areas of three planet-hunting missions: the upcoming Nancy Grace Roman Space Telescope, the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), and the retired Kepler Space Telescope. Astronomers expect Roman to discover roughly 100,000 transiting planets, worlds that periodically dim the light of their stars as they cross in front of them. While other missions, including Kepler's extended K2 survey (not pictured in this graphic), have unveiled relatively nearby planets, Roman will reveal a wealth of worlds much farther from home. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center

Roughly three quarters of the transiting planets Roman will find are expected to be gas giants like Jupiter and Saturn, or ice giants like Uranus and Neptune. Most of the remainder will likely be planets that are between four and eight times as massive as Earth, known as mini-Neptunes. These worlds are particularly interesting since there are no planets like them in our solar system.

Some of the transiting worlds Roman captures are expected to lie within their star's habitable zone, or the range of orbital distances where a planet may host liquid water on its surface. The location of this region varies depending on how large and hot the host star is—the smaller and cooler the star, the closer in its habitable zone will be. Roman's sensitivity to infrared light makes it a powerful tool for finding planets around these dimmer orange stars.

Roman will also look farther out from Earth than previous planet-hunting missions. Kepler's original survey monitored stars at an average distance of around 2,000 light-years. It viewed a modest region of the sky, totaling about 115 square degrees. TESS scans nearly the entire sky, however it aims to find worlds that are closer to Earth, with typical distances of around 150 light-years. Roman will use both the microlensing and transit detection methods to find planets up to 26,000 light-years away.

Combining the results from Roman's microlensing and transiting planet searches will help provide a more complete planet census by revealing worlds with a wide range of sizes and orbits. The mission will offer the first opportunity to find large numbers of transiting planets located thousands of light-years away, helping astronomers learn more about the demographics of planets in different regions of the galaxy.

"The fact that we'll be able to detect thousands of transiting planets just by looking at microlensing data that's already been taken is exciting," said study co-author Jennifer Yee, an astrophysicist at the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian in Cambridge, Massachusetts. "It's free science."


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