{"id":11137,"date":"2021-10-26T23:36:33","date_gmt":"2021-10-26T21:36:33","guid":{"rendered":"http:\/\/gap47.astrosurf.com\/?page_id=11137"},"modified":"2022-01-13T01:12:42","modified_gmt":"2022-01-12T23:12:42","slug":"une-planete-dans-une-autre-galaxie","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/gap47.astrosurf.com\/index.php\/une-planete-dans-une-autre-galaxie\/","title":{"rendered":"Une plan\u00e8te dans une autre galaxie ?"},"content":{"rendered":"

Un document exceptionnel de l’ESA (2021 10 25) <\/span><\/em><\/p>\n

Pourrait-il y a avoir une plan\u00e8te dans une autre galaxie ?<\/strong><\/span><\/p>\n

Qu’il puisse y en avoir semble \u00e9vident puisque de nombreuses exoplan\u00e8tes ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9cel\u00e9es dans notre propre galaxie (la Voie Lact\u00e9e), pourquoi n’y en aurait-il pas dans d’autres galaxies ? Leur existence est quasi-certaine. Par contre ce qui est excessivement difficile est de d\u00e9tecter une ou plusieurs exoplan\u00e8tes dans d’autres galaxies que la n\u00f4tre, compte tenu de leur distance et de la taille modeste des plan\u00e8tes.  <\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

En utilisant les t\u00e9lescopes spatiaux XMM-Newton de l\u2019ESA et Chandra X-ray de la NASA, les astronomes ont franchi un pas important dans leur qu\u00eate de la d\u00e9couverte d\u2019une plan\u00e8te situ\u00e9e en dehors de la Voie Lact\u00e9e.<\/span><\/p>\n

D\u00e9couvrir une plan\u00e8te dans une autre galaxie que la n\u00f4tre est difficile et, quand bien m\u00eame les astronomes savent qu\u2019elles doivent exister, aucun syst\u00e8me plan\u00e9taire en dehors de la Voie Lact\u00e9e n\u2019a \u00e9t\u00e9 confirm\u00e9 jusqu\u2019alors. Parce que la lumi\u00e8re d\u2019une autre galaxie est situ\u00e9e dans une tr\u00e8s petite surface dans le ciel, il est tr\u00e8s difficile de distinguer une \u00e9toile d\u2019une autre, et encore moins une plan\u00e8te en orbite autour d\u2019elle. Et les techniques habituelles pour trouver des exoplan\u00e8tes <\/span>dans notre galaxie ne fonctionnent pas bien pour les plan\u00e8tes hors de celle-ci.<\/span> <\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Une vue de la galaxie du Tourbillon (M51), en rayons-X par XMM-Newton<\/em><\/span><\/p>\n

La galaxie du Tourbillon \u00e9galement connue sous le nom de galaxie des Chiens de Chasse ou M51 (ou NGC 5194), est l\u2019un des exemples les plus spectaculaires d\u2019une galaxie spirale. Avec deux bras spiraux boucle l\u2019un dans l\u2019autre dans un tourbillon flottant, cette galaxie h\u00e9berge plus de 100 milliards d\u2019\u00e9toiles et elle est actuellement en train de fusionner avec sa compagne, la petite galaxie NGC 5195. \u00c0 environ 30 millions d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re de distance, M51 est suffisamment proche pour \u00eatre vue, ne serait-ce qu\u2019avec des jumelles. En utilisant les meilleurs t\u00e9lescopes disponibles sur Terre et dans l\u2019espace, les astronomes peuvent scruter sa population d\u2019\u00e9toiles avec des d\u00e9tails extraordinaires.<\/span><\/p>\n

Cela r\u00e9v\u00e8le les restes d\u2019anciennes g\u00e9n\u00e9rations stellaires, qui brillent fortement en rayons-X. Ce sont, soit des sites o\u00f9 des \u00e9toiles massives ont explos\u00e9 en supernov\u00e6 il y a quelques milliers d\u2019ann\u00e9es, ou des syst\u00e8mes binaires qui h\u00e9bergent des \u00e9toiles \u00e0 neutrons ou des trous noirs, les objets compacts laiss\u00e9es par les supernov\u00e6.<\/span><\/p>\n

C\u2019est diff\u00e9rent quand on les observe en rayons-X plut\u00f4t qu\u2019en lumi\u00e8re visible dans une galaxie. Parce qu\u2019il y a moins d\u2019objets qui brillent en rayons-X, les t\u00e9lescopes comme XMM-Newton peuvent distinguer plus facilement les objets quand ils observent une galaxie. Ces objets sont doc plus faciles \u00e0 identifier et \u00e0 \u00e9tudier, et il devrait \u00eatre possible de d\u00e9couvrir une plan\u00e8te les orbitant.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Illustration d\u2019artiste d\u2019un syst\u00e8me binaire en rayons-X avec une possible plan\u00e8te<\/em><\/span><\/p>\n

Les astronomes ont d\u00e9tect\u00e9 une baisse temporaire de rayons-X en provenance d\u2019un syst\u00e8me o\u00f9 une \u00e9toile massive tourne autour d\u2019une \u00e9toile \u00e0 neutrons ou d\u2019un trou noir (montr\u00e9 dans l\u2019illustration d\u2019artiste ci-dessus). Cette baisse d\u2019intensit\u00e9 est interpr\u00e9t\u00e9e comme venant d\u2019une plan\u00e8te qui passe devant une source de rayons-X autour de l\u2019\u00e9toile \u00e0 neutrons ou le trou noir.<\/span><\/p>\n

Parmi les objets les plus brillants qui peuvent \u00eatre \u00e9tudi\u00e9s dans d\u2019autres galaxies sont ce qu\u2019on appelle des binaires en rayons-X. Ils consistent en un objet tr\u00e8s compact, une \u00e9toile \u00e0 neutrons ou un trou noir, qui absorbe la mati\u00e8re venant d\u2019une \u00e9toile compagne (ou donneur) qui est en orbite autour de cet objet compact. La mati\u00e8re qui tombe est acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e par le champ gravitationnel intense de l\u2019\u00e9toile \u00e0 neutrons ou du trou noir et elle est chauff\u00e9e \u00e0 des millions de degr\u00e9s, provoquant ainsi de brillantes \u00e9missions de rayons-X. Les astronomes s\u2019attendent \u00e0 ce que, th\u00e9oriquement, des plan\u00e8tes passant devant une telle source (transit) devrait bloquer ces rayons-X, provoquant ainsi un \u00ab creux \u00bb dans la courbe observ\u00e9e des rayons-X.<\/span><\/p>\n

\u00ab Les binaires en rayons-X peuvent \u00eatre des endroits id\u00e9als pour rechercher des plan\u00e8tes car m\u00eame s\u2019ils sont des millions de fois plus brillants que notre Soleil, les rayons-X viennent d\u2019une tr\u00e8s petite r\u00e9gion. En fait, la source que nous avons \u00e9tudi\u00e9e est plus petite que Jupiter, donc une plan\u00e8te en transit pourrait bloquer compl\u00e8tement la lumi\u00e8re issue de la binaire en rayons-X \u00bb explique Rosanne Di Stefano du centre d\u2019Astrophysique, du Harvard & Smithsonian Institute (USA), et premier auteur d\u2019une nouvelle \u00e9tude publi\u00e9e dans Nature Astronomy today<\/em>.<\/span><\/p>\n

Rosanne et ses coll\u00e8gues ont cherch\u00e9 dans Chandra et XMM-Newton, des donn\u00e9es de trois galaxies pouvant montrer de tels transits en rayons-X, des creux dans la lumi\u00e8re qui pourraient \u00eatre expliqu\u00e9s par la pr\u00e9sence de plan\u00e8tes. Et ils ont trouv\u00e9 un signal tr\u00e8s sp\u00e9cial dans la galaxie du Tourbillon (M51), qu\u2019ils ont d\u00e9cid\u00e9 d\u2019\u00e9tudier plus en d\u00e9tail. Ce creux est intervenu dans la binaire en rayons-X M51-ULS-1, et le signal a \u00e9t\u00e9 bloqu\u00e9 pendant quelques heures avant de revenir.<\/span><\/p>\n

Une image composite de M51 avec des rayons-X capt\u00e9s par Chandra et de la lumi\u00e8re visible fournie par le t\u00e9lescope spatial Hubble a \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9e, qui contient un carr\u00e9 qui marque l\u2019emplacement de la possible plan\u00e8te candidate.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Emplacement possible d\u2019une plan\u00e8te dans M51<\/em><\/span><\/p>\n

Maintenant, le jeu consiste \u00e0 \u00e9liminer toutes les explications possibles, avant que les chercheurs puissent envisager l\u2019option d\u2019une plan\u00e8te extragalactique. \u00ab Nous devons d\u2019abord nous assurer que le signal n\u2019a pas \u00e9t\u00e9 caus\u00e9 par quelque chose d\u2019autre \u00bb, dit Rosanne, dont l\u2019\u00e9quipe a d\u00fb se confronter \u00e0 un certain nombre de possibilit\u00e9s dans leur nouvelle publication. \u00ab Nous avons fait cela par une analyse en profondeur des donn\u00e9es de Chandra, et par une analyse d\u2019autres creux et signaux dans les donn\u00e9es de XMM-Newton, et \u00e9galement mod\u00e9liser les creux pouvant avoir \u00e9t\u00e9 caus\u00e9s par d\u2019autres \u00e9v\u00e8nements possibles, dont la pr\u00e9sence d\u2019une plan\u00e8te \u00bb.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Sur ce sch\u00e9ma, en haut \u00e0 gauche, c\u2019est l\u2019objet de l\u2019\u00e9tude. M51 est dessous. Au centre un dessin de la binaire (\u00e9toile \u00ab donneuse \u00bb \u00e0 gauche et \u00e9toile \u00e0 neutrons ou trou noir au centre du rayon vertical). \u00c0 gauche en bas la plan\u00e8te suppos\u00e9e et son orbite suppos\u00e9e, plus \u00e0 droite le creux constat\u00e9 en rayons-X. \u00c0 droite, sous les deux t\u00e9lescopes orbitaux, il y a une \u00e9tude des \u00e9l\u00e9ments qui auraient pu provoquer le fameux creux. Celles qui sont marqu\u00e9es d\u2019une croix blanche sur fond rouge ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9es, puis \u00e9cart\u00e9es.<\/em><\/span><\/p>\n

Est-ce que le creux en rayons-X pourrait \u00eatre caus\u00e9 par de petites \u00e9toiles comme des naines rouges ou brunes ? Non car le syst\u00e8me est trop jeune pour cela et l\u2019objet en transit est trop gros.<\/span><\/p>\n

Est-ce que cela pourrait-\u00eatre d\u00fb \u00e0 un nuage de gaz et de poussi\u00e8res ? Peu probable, dit l\u2019\u00e9quipe, parce que le creux indique un objet avec une surface bien d\u00e9finie, ce qui ne serait pas le cas si c\u2019\u00e9tait le passage d\u2019un tel nuage. M\u00eame si la plan\u00e8te a une atmosph\u00e8re, elle aurait quand m\u00eame une surface mieux d\u00e9finie qu\u2019un nuage.<\/span><\/p>\n

Est-ce que le creux pourrait \u00eatre expliqu\u00e9 par des variations de la luminosit\u00e9 de la source elle-m\u00eame ? Les auteurs de l\u2019article sont persuad\u00e9s que ce n\u2019est pas le cas car, bien que la lumi\u00e8re venant de la source avait compl\u00e8tement disparu pendant quelques heures avant de revenir, la temp\u00e9rature et les couleurs de la lumi\u00e8re sont rest\u00e9es les m\u00eames.<\/span><\/p>\n

Enfin, l\u2019\u00e9quipe a aussi compar\u00e9 le creux \u00e0 un autre blocage de la lumi\u00e8re caus\u00e9 par l\u2019\u00e9toile \u00ab donneur \u00bb passant devant l\u2019objet compact. Cette possibilit\u00e9 avait \u00e9t\u00e9 observ\u00e9e en partie par XMM-Newton et cela avait caus\u00e9 un black-out beaucoup plus long, qui \u00e9tait diff\u00e9rent du creux caus\u00e9 par une possible plan\u00e8te.<\/span><\/p>\n

\u00ab Nous avons fait des simulations informatiques pour voir si le creux avait les caract\u00e9ristiques d\u2019une plan\u00e8te en transit, et nous avons trouv\u00e9 que cela concordait parfaitement. Nous sommes assez confiants quant au fait que ce n\u2019est rien d\u2019autre qu\u2019une plan\u00e8te et que nous avons donc trouv\u00e9 la premi\u00e8re plan\u00e8te extragalactique candidate \u00bb.<\/span><\/p>\n

L\u2019\u00e9quipe a aussi sp\u00e9cul\u00e9 sur les caract\u00e9ristiques de la plan\u00e8te en se basant sur les observations : elle devrait \u00eatre de la taille de Saturne, en orbite autour de syst\u00e8me binaire \u00e0 dix fois la distance Terre-Soleil. Elle ferait une orbite compl\u00e8te en environ 70 ans, et serait bombard\u00e9e par de grandes quantit\u00e9s de radiations, la rendant ainsi inhabitable pour une vie telle qu\u2019on la connait sur Terre.<\/span><\/p>\n

Cette grande orbite de la plan\u00e8te candidate est aussi une limitation pour son \u00e9tude, car l\u2019\u00e9v\u00e8nement ne se reproduira pas de sit\u00f4t. C\u2019est pour cela que l\u2019\u00e9quipe demeure prudente pour dire qu\u2019elle a trouv\u00e9 une possible plan\u00e8te candidate, au sujet de laquelle la grande communaut\u00e9 d\u2019astronomes pourrait trouver d\u2019autres explications au ph\u00e9nom\u00e8ne observ\u00e9, bien que rien n\u2019ait \u00e9t\u00e9 trouv\u00e9 par l\u2019\u00e9quipe malgr\u00e9 des recherches tr\u00e8s pouss\u00e9es. \u00ab Nous pouvons seulement dire avec confiance qu\u2019aucune autre explication ne correspond \u00e0 ce que nous avons trouv\u00e9 \u00bb, pr\u00e9cise Rosanne.<\/span><\/p>\n

C\u2019est quand m\u00eame un pas excitant, une avanc\u00e9e dans la qu\u00eate d\u2019une plan\u00e8te situ\u00e9e en dehors de la Voie Lact\u00e9e. C\u2019est la premi\u00e8re plan\u00e8te candidate qui serait en orbite autour d\u2019un syst\u00e8me h\u00f4te, \u00e0 comparer aux candidates trouv\u00e9es avec des lentilles gravitationnelles.<\/a> Ce serait aussi la premi\u00e8re fois qu\u2019on trouve une plan\u00e8te en orbite autour d\u2019une binaire en rayons-X. L\u2019existence de ces plan\u00e8tes est consistante avec le fait qu\u2019on a trouv\u00e9 des plan\u00e8tes en orbite autour de pulsars (des \u00e9toiles \u00e0 neutrons en rotation rapide), et certains de ces pulsars ont \u00e9t\u00e9 l\u2019un des \u00e9l\u00e9ments d\u2019un syst\u00e8me binaire en rayons-X dans le pass\u00e9.<\/span><\/p>\n

\u00ab La premi\u00e8re exoplan\u00e8te confirm\u00e9e en dehors de notre syst\u00e8me solaire a \u00e9t\u00e9 trouv\u00e9e autour d\u2019un pulsar, un objet typiquement observ\u00e9 en rayons-X. Je suis excit\u00e9 \u00e0 l\u2019id\u00e9e que les rayons-X puissant jouer un r\u00f4le important dans la recherche d\u2019exoplan\u00e8tes situ\u00e9es au-del\u00e0 des limites de notre galaxie \u00bb, dit Norbert Schartel, scientifique-projet de XMM-Newton \u00e0 l\u2019ESA.<\/span><\/p>\n

\u00ab Maintenant que nous avons cette nouvelle m\u00e9thode pour trouver de possible plan\u00e8tes candidates dans d\u2019autres galaxies, notre espoir est qu\u2019en regardant toutes les donn\u00e9es disponibles en rayons-X, nous pourrons les trouver en plus grand nombre. Dans le futur nous devrions m\u00eame \u00eatre capables de confirmer leur existence \u00bb, dit Rosanne.<\/span><\/p>\n

La qu\u00eate de l\u2019ESA pour trouver d\u2019autres exoplan\u00e8tes continue avec Cheops, Gaia, et les futures missions Webb, Plato et Ariel.<\/span><\/p>\n

Note pour les \u00e9diteurs<\/span><\/strong>
\n\u00ab Une possible plan\u00e8te candidate dans une galaxie externe, d\u00e9tect\u00e9e dans un transit en rayons-X \u00bb , par Rosanne Di Stefano et al. est pr\u00e9vue pour une publication dans Nature Astronomy<\/em> le 25 octobre 2021.<\/span><\/p>\n

DOI: 10.1038\/s41550-021-01495-w. Fichier PDF disponible ici \u2193<\/span><\/strong> (en anglais).<\/span><\/p>\n

https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1JSZA4VQD0UxTRUIdnreGX04XVS2I7kUS\/view<\/a><\/p>\n

Traduction : Olivier Sabbagh<\/span><\/strong><\/p>\n

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