Découverte de la possible première « exoplanète extragalactique »

Un nouveau tournant d’une méthode éprouvée pour déceler des exoplanètes donne un monde lointain et étrange.

M51 ExoplanetL’emplacement de la source de l’exoplanète dans l’étude (en médaillon, à gauche) ainsi qu’un concept d’artiste du système (à droite). Crédit : Rayons X : NASA/CXC/SAO/R. Di Stephano et al. Optique : NASA/ESA/STScI/Grendler/Illustration NASA/CXC/M. Weiss

Nous vivons un âge d’or de la découverte d’exoplanètes. En un peu moins de trois décennies, nous sommes passés d’une époque où aucune planète n’était connue au-delà de notre système solaire à une ménagerie merveilleusement étrange de 4 868 mondes connus. Maintenant, à cette liste des « plus chauds, plus rapides, plus denses, etc. », il nous faut ajouter une autre toute première, avec la découverte du premier monde connu existant au-delà de notre galaxie.

La détection est issue d’une méthode éprouvée, employée d’une manière unique. Les missions telles que Kepler et TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA utilisent ce que l’on appelle la méthode des transits. Cette méthode consiste à détecter une planète invisible lorsqu’elle passe devant son étoile hôte, atténuant ainsi légèrement sa luminosité de manière prévisible. Bien entendu, la plupart des orbites ne sont pas alignées sur notre ligne de visée, ce qui signifie que la méthode de transit détecte de préférence les « Jupiters chauds » sur des orbites rapides proches de l’étoile hôte cible.

Les astronomes ont réalisé que la méthode de transit pouvait également être utilisée sur des cibles éloignées, où la source d’éclairage compacte émettait une grande quantité de rayons X. Un tel système hébergerait soit un trou noir, soit un pulsar en orbite étroite autour d’une étoile massive, aspirant de la matière et émettant d’importantes quantités de rayons X.

Dans cette étude, les astronomes ont utilisé l’observatoire à rayons X Chandra pour examiner 55 systèmes dans la galaxie M51, 64 systèmes dans M101 et 119 systèmes dans M104. Ils ont touché le gros lot avec un bref transit de rayons X dans la galaxie du Tourbillon Messier 51 (Messier 51).

« Nous tentons d’ouvrir une toute nouvelle voie pour la découverte d’autres mondes en recherchant des candidats planétaires aux longueurs d’onde des rayons X », a déclaré Rosanne Di Stefano (Centre d’astrophysique de Harvard et Smithsonian) dans un récent communiqué de presse, ajoutant que cette « stratégie… permet de les découvrir dans d’autres galaxies ».

Ce monde étrange, connu sous le nom de M51-ULS-1, semble être une planète de la taille de Saturne, en orbite autour d’une paire binaire composée d’un trou noir ou d’un pulsar en orbite étroite autour d’une étoile de la séquence principale, 20 fois plus massive que notre Soleil. Le monde doit abriter un ciel d’apparence étrange, et doit avoir eu un passé tumultueux, en tant que survivant d’une supernova cataclysmique qui a engendré le trou noir ou pulsar, près du centre du système.

La triste réalité est que le système pourrait ne jamais être confirmé, ou du moins, la confirmation pourrait être longue à venir : M51-ULS-1 est sur une orbite prévue pour 70 ans, ce qui signifie que nous ne verrons peut-être pas la planète transiter devant le jet de rayons X du système avant la fin de ce siècle.

« Malheureusement, pour confirmer que nous voyons une planète, nous devrions probablement attendre des décennies avant d’observer un autre transit », a déclaré Nia Imara (Université de Californie à Santa Cruz) dans un récent communiqué de presse. « En raison des incertitudes sur la durée de l’orbite, nous ne saurions pas exactement quand chercher ».

Repérer Messier 51

Vous pouvez voir M51 par vous-même : cette galaxie de magnitude +8,4 est un bel objet du ciel profond. Même si je sais toujours qu’il faut la chercher juste en dessous de l’extrémité du manche de l’astérisme de la Grande Casserole, elle se trouve en fait juste de l’autre côté de la Grande Ourse, dans la constellation des Chiens de chasse. Le comte de Rosse a noté pour la première fois la structure en spirale de la « nébuleuse » en 1845, à l’aide de l’imposant télescope Leviathan of Parsonstown de 72 pouces (1,8 mètre) en Irlande, qui était alors le plus grand télescope au monde. Messier 51 est distante de 31 millions d’années-lumière.

La découverte, bien qu’éphémère, montre qu’une telle méthode exotique de détection d’exoplanètes à distance est possible. Chandra et la mission rayons X XMM-Newton de l’Agence spatiale européenne ont produit une carte du ciel en rayons X, une base de données qui pourrait bien contenir d’autres exoplanètes en transit… et la semaine dernière, l’enquête décennale en astronomie et en astrophysique a annoncé que l’une de ses plus petites missions d’exploration figurant sur la liste de souhaits de la communauté était Lynx, un successeur plus puissant à Chandra.

Une chose est sûre : c’est un grand Univers. Quelles autres exoplanètes se trouvent dans les données, en attente d’être découvertes ?

M51 Galaxie du Tourbillon capturé avec #myStellina

M51 Galaxie du Tourbillon capturé avec #myStellina