Malheureusement, les astronomes viennent de perdre trois exoplanètes. Voici pourquoi

Ce que nous pensions être trois exoplanètes confirmées viennent d’être renversées – et une quatrième est sérieusement mise en doute.

Selon une nouvelle analyse utilisant des caractéristiques révisées, les objets Kepler-854b, Kepler-840b et Kepler-699b semblent être trop gros pour être des exoplanètes après tout. Cela signifie qu’ils doivent être des stars. Le quatrième objet, Kepler-747b, est un cas limite qui peut nécessiter un peu plus d’informations pour être résolu.

La découverte nous éloigne un peu plus du cap des 5 000 exoplanètes confirmées, qui est à portée de main au moment de la rédaction ; mais cela signifie également que nous pouvons être plus confiants dans nos diagnostics d’exoplanètes à l’avenir.

“Dans l’ensemble, cette étude rend la liste actuelle des planètes plus complète”, déclare l’astrophysicien Avi Shporer de l’Institut Kavli d’astrophysique et de recherche spatiale du MIT.

“Les gens s’appuient sur cette liste pour étudier la population des planètes dans son ensemble. Si vous utilisez un échantillon avec quelques intrus, vos résultats peuvent être inexacts. Il est donc important que la liste des planètes ne soit pas contaminée.”

Les lignes entre les masses des planètes et des étoiles peuvent être un peu floues, avec un certain chevauchement entre elles, mais il y a des limites. En dessous d’une certaine limite, les objets deviennent trop petits pour générer la pression et la température du cœur nécessaires à l’allumage de la fusion d’hydrogène qui alimente une étoile. Au-delà d’une certaine limite, un objet doit être une sorte d’étoile.

“La plupart des exoplanètes sont de la taille de Jupiter ou beaucoup plus petites”, explique l’astronome Prajwal Niraula du MIT, qui a dirigé l’étude. “Deux fois [the size of] Jupiter est déjà suspect. Plus grand que cela ne peut pas être une planète.”

Le télescope de chasse aux planètes Kepler, qui a fermé les yeux sur les étoiles en octobre 2018, a recherché des exoplanètes en recherchant des transits. C’est à ce moment qu’une exoplanète passe entre nous et son étoile hôte, provoquant de faibles baisses régulières de la lumière des étoiles. Cela crée une “courbe de transit” dans la lumière de l’étoile qui permet aux scientifiques de déduire la taille de l’exoplanète.

Au fur et à mesure que nos instruments et nos techniques se sont améliorés, les scientifiques ont commencé à utiliser ce qu’on appelle une courbe de phase pour étudier les exoplanètes. Cela intègre la lumière de l’étoile que l’exoplanète reflète lorsqu’elle orbite, donnant plus d’informations sur le corps en orbite.

La courbe de phase de l’exoplanète. (ESA)

Initialement, Niraula et l’équipe étudiaient les courbes de phase pour rechercher des exoplanètes qui ont été étirées en forme de ballon de football par l’interaction gravitationnelle avec l’étoile hôte. Cette déformation peut donner des indices sur la masse des objets et peut être utilisée pour déterminer si un système à deux corps se compose d’une étoile et d’une exoplanète, ou d’une étoile et d’une étoile plus petite.

Kepler-854b a été le premier indice que quelque chose ne tournait pas rond.

“Soudain, nous avons eu un système où nous avons vu ce signal ellipsoïdal qui était énorme, et assez immédiatement nous avons su que cela ne pouvait pas provenir d’une planète”, explique Shporer. “Ensuite, nous avons pensé que quelque chose ne collait pas.”

La profondeur d’un signal de courbe de transit est liée au rapport de taille entre l’exoplanète et l’étoile hôte. Si vous connaissez la taille de l’étoile – ce qui n’est pas toujours facile à déterminer, car cela a à voir avec les distances, et elles sont difficiles à calculer dans l’espace – vous pouvez en déduire la taille de l’exoplanète.

Un projet appelé Gaia change notre façon de comprendre la Voie lactée. En utilisant la parallaxe stellaire, Gaia cartographie la position précise et le mouvement des étoiles de la Voie lactée dans l’espace tridimensionnel avec la plus grande précision à ce jour. En 2016, lorsque Kepler-854b a été découvert, les données Gaia pour son étoile hôte n’étaient pas disponibles.

Cependant, ils le sont maintenant; Lorsque Niraula et ses collègues ont revisité les propriétés de l’exoplanète avec des données Gaia révisées, ils ont découvert que l’exoplanète était beaucoup plus grande qu’on ne le pensait, environ 3 fois la taille de Jupiter. Ils ont également calculé sa masse, environ 239 fois celle de Jupiter ; la limite supérieure pour la masse d’une planète est d’environ 10 Jupiters.

“Il est impossible que l’Univers puisse créer une planète de cette taille”, a déclaré Shporer. “Cela n’existe tout simplement pas.”

Sachant que de minuscules étoiles pourraient se cacher dans la base de données d’environ 2 000 exoplanètes Kepler, les chercheurs sont allés chercher et en ont trouvé plus. Kepler-840b s’est avéré être 2,5 fois la taille de Jupiter ; et Kepler-699b s’est avéré être 2,76 fois la taille de Jupiter. Kepler-747b était un cas limite, à 1,84 fois la taille de Jupiter. (Rappelez-vous, plus de deux fois la taille de Jupiter est suspecte.)

Maintenant que le problème a été identifié, il est peu probable qu’il y ait beaucoup plus d’étoiles minuscules se faisant passer pour des exoplanètes confirmées, a déclaré l’équipe. Avec une mine de données Gaia à notre disposition et une prise de conscience du problème, nous pouvons être plus sûrs que les exoplanètes sont des exoplanètes.

“Il s’agit d’une petite correction”, déclare Shporer. “Cela vient d’une meilleure compréhension des étoiles, qui ne fait que s’améliorer tout le temps. Ainsi, les chances que le rayon d’une étoile soit si incorrect sont beaucoup plus faibles. Ces erreurs de classification ne se produiront pas beaucoup plus.”

La recherche a été publiée dans Le Journal Astronomique.

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