Deux planètes découvertes par microlentille gravitationnelle

Scott Gaudi et Andrew Gould. Crédit Université de l'Ohio 

Contrairement à d'autres méthodes de détection d'exoplanètes, le hasard entre pour une bonne part dans celle des microlentilles gravitationnelles. Il est en effet impossible de l'appliquer à n'importe quelle étoile puisqu'il faut obtenir un alignement parfait entre l'astre visé et une autre étoile située en arrière-plan servant de "mire". Sa lumière, déformée par la force d'attraction de l'étoile à étudier, dévoile des objets invisibles tournant autour d'elle.

Dans le cas présent, l'étoile observée, située à 5.000 années-lumière de la Terre, devait occulter durant environ deux semaines une autre étoile plus éloignée entre fin mars et début avril 2006. L'évènement mobilisait 11 télescopes terrestres des réseaux MOA (Microlensing Observations in Astrophysics), Planet (Probing Lensing Anomalies NETwork) et RoboNet Collaboration, dans le cadre du programme Ogle (Optical Gravitational Microlensing Experiment), qui a déjà un certain nombre de découvertes à son actif.

Ce phénomène a été décrit par Scott Gaudi, astronome à l'université d'état de l'Ohio, comme le plus complexe jamais étudié. Les données enregistrées ont été modélisées sur ordinateurs afin d'interpréter toutes les hypothèses possibles, et près d'une année et demie plus tard, les chercheurs ont conclu en la découverte non pas d'une, mais de deux planètes tournant autour de l'étoile.

Une planète cherchée, une seconde en prime

Au début de l'évènement, le transit des deux étoiles l'une devant l'autre a provoqué, comme prévu, une déformation de l'astre en arrière-plan par effet de lentille gravitationnelle. Puis celle-ci a été perturbée par une déformation plus légère, qui a aussitôt été interprétée comme la présence d'une planète massive tournant autour de la première étoile, dont la masse peut être estimée à environ 80 % de celle de Saturne. Gravitant autour de l'étoile OGLE-2006-BLG-109L, elle a reçu, comme il se doit, l'appellation de OGLE-2006-BLG-109Lb. Mais le lendemain, une seconde déformation inattendue, un spot dans le signal, semblait correspondre à la présence d'une seconde planète, OGLE-2006-BLG-109Lc.

Vue d’artiste des deux planètes extrasolaires. Crédit Université d’état de l’Ohio 

C'est la troisième fois seulement qu'une exoplanète a pu être découverte par la méthode de microlentille gravitationnelle, a expliqué Scott Gaudi. Cela pourrait s'apparenter à de la chance, mais pourrait aussi signifier que ces systèmes sont communs dans toute la galaxie.

L'étoile centrale du nouveau système est moitié moins grande que notre Soleil, et n'émet qu'environ 5 % de la lumière de celui-ci. Les deux planètes détectées ressemblent, dans leurs proportions, à Jupiter et Saturne quoi qu'elles n'en représentent que 80 % de la masse, et devraient s'apparenter à la catégorie des « Jupiter chaudes ». Leur proximité par rapport à leur astre central indique une température de surface semblable à celles de Jupiter et de Saturne.

Autre similitude, la plus petite des deux planètes se trouve au double de la distance de la plus grande, exactement comme ce que l'on observe pour Jupiter et Saturne. « Les températures sont importantes parce que celles-ci dictent la quantité de matière disponible pour la formation des planètes, explique Gaudi. La plupart des astrophysiciens pensent que la plus grande planète s'est formée dans notre Système solaire à l'emplacement de Jupiter parce que c'est l'endroit le plus proche du Soleil où la glace peut se former, tandis que Saturne, moins massive, est apparue là où la formation de glace est certes possible, mais où il y a moins de matériau primaire disponible ».

A partir de cette constatation, les théoriciens se sont demandés si les géantes gazeuses dans d'autres systèmes pouvaient se former de la même manière que dans le nôtre. Cette découverte semble confirmer l'hypothèse.

Un avenir prometteur

Mais l'avenir semble encore plus prometteur, puisque les scientifiques fondent beaucoup d'espoir sur la méthode d'observation par microlentille gravitationnelle de seconde génération, qui mettra à contribution à la fois les télescopes terrestres et spatiaux. Selon Gaudi, il devrait alors être possible de détecter l'ensemble des planètes d'un Système stellaire étranger, même de masse terrestre, excepté peut-être les plus minuscules comme Mercure.

Cette découverte fait l'objet d'une publication par Scott Gaudi et son assistant Andrew Gould dans la livraison du 15 février 2008 de la revue Science.