Cienciaes.com : Planètes errantes 2024 | Balados scientifiques

A cette occasion, puisqu’il y a eu une avancée intéressante dans un domaine de l’astronomie planétaire dont je parlais déjà en 2011, il a semblé opportun de développer un programme vintage qui, au lieu de remonter plus de vingt ans en arrière, il n’y en aura qu’un peu plus de treize. Mon intention est, en plus d’expliquer en quoi consiste la nouvelle découverte, comment elle a été produite et quelles conséquences elle a pour le domaine de l’astronomie, de comparer la technologie actuelle avec celle d’il y a un peu plus d’une décennie afin que nous puissions également apprécier les progrès . des développements technologiques qui ont été réalisés dans un laps de temps relativement court.

La découverte à laquelle je fais référence concerne l’identification de six planètes errantes dans une nébuleuse appelée NGC 1333, située à environ mille années-lumière de nous dans la constellation de Persée. Dans cette nébuleuse relativement jeune, se trouvent des noyaux actifs de formation d’étoiles très intéressants pour les astrophysiciens qui cherchent à mieux comprendre le processus de cette formation. Il est surprenant que plus de 13,7 milliards d’années après le Big Bang qui a donné naissance à l’univers, de nouvelles étoiles se forment encore à certains endroits de l’univers, certaines relativement proches de notre Soleil, âgé déjà de plus de 4,5 milliards d’années. existence.

Cependant, les étoiles ne sont pas les seules à pouvoir être générées dans les endroits où la matière d’une nébuleuse se condense par gravité, de préférence dans les régions les plus denses. Des corps peuvent également se former qui ne concentrent pas suffisamment de masse et n’atteignent donc pas la pression nécessaire pour initier la fusion nucléaire qui maintient les étoiles en feu. Comment détecter la présence de ces corps éteints et estimer le nombre d’entre eux qui peuvent peupler notre galaxie ? Si nous pouvons les détecter et quantifier leur masse, sera-ce la réponse à la mystérieuse masse sombre qui représente 26,8 % de la masse-énergie totale de l’univers ?

En mai 2011, il a parlé dans une émission du Quilo de Ciencia de ce qui était à l’époque une nouvelle technique pour détecter les planètes errantes dans notre galaxie. Je vous invite à écouter ce que je vous ai expliqué alors et à vous joindre ensuite à moi pour analyser, à la lumière de ce qui était déjà connu, les implications de la découverte de ces six nouvelles planètes errantes dans la constellation de Persée, qui a été faite avec le télescope spatial. .James Webb.

Écoutez l’émission de Quilo ici Planètes errantes Comme vous l’avez entendu, le nombre estimé de planètes errantes dans notre galaxie est très considérable, même supérieur à celui des étoiles. Aujourd’hui, certains estiment que notre galaxie pourrait contenir jusqu’à deux milliards de ces corps. De nombreuses étoiles ont également plusieurs planètes en orbite autour d’elles, il ne semble donc pas que nous nous trompions lorsque nous disons qu’il y a beaucoup plus de planètes que d’étoiles dans l’univers. Cependant, sur les 500 planètes extrasolaires en orbite stellaire connues en 2011, nous avons aujourd’hui, en septembre 2024, augmenté leur nombre à seulement 5 288 planètes confirmées, un nombre très petit comparé à celles qui sont censées exister dans la galaxie.

Comparée au nombre de planètes voyou estimées par la technique de la micro-loupe, la découverte de seulement six dans une nébuleuse proche ne semble rien de spécial. Cependant, sa détection par un groupe d’astronomes de l’Université John Hopkins aux États-Unis, à l’aide du télescope James Webb, fournit des preuves très importantes pour élucider l’origine des planètes errantes.

La possibilité initialement envisagée par les astrophysiciens pour expliquer leur existence est que ces planètes se seraient formées autour d’une étoile centrale, en même temps qu’elle, donnant naissance à des systèmes planétaires plus ou moins similaires à notre système solaire. Cependant, en raison des influences gravitationnelles exercées par les étoiles proches ou par d’autres planètes du système planétaire lui-même, de nombreuses planètes ont été expulsées de leur orbite et ont commencé leur voyage seules à travers un univers froid et sombre.

Si cette idée est vraie, cela signifierait que la plupart des étoiles ont perdu une ou, en général, plusieurs planètes qu’elles possédaient initialement. Cependant, une autre possibilité pour expliquer l’existence de ces planètes et leur abondance est qu’elles se forment indépendamment des étoiles, mais de la même manière qu’elles le font, par condensation de la matière d’une nébuleuse, bien que sans cette condensation permet d’atteindre la quantité de matière nécessaire au démarrage des réactions de fusion nucléaire. Si cela est vrai, il devrait y avoir de nombreux corps de ces corps de différentes tailles dans les régions de formation de nouvelles étoiles, témoins de l’échec de l’objectif de devenir des étoiles.

Des chercheurs de l’Université Johns Hopkins, dirigés par Adam Langeveld, ont pointé le télescope James Webb au cœur de la nébuleuse. NGC 1333. L’idée était d’utiliser les puissants instruments de détection du rayonnement infrarouge dont est équipé le télescope. Le rayonnement infrarouge est l’un des plus abondamment émis par les corps qui n’émettent pas de lumière visible. Les chercheurs entendaient ainsi détecter directement l’existence de ces exoplanètes grâce aux rayonnements qu’elles émettent, et non les détecter indirectement comme cela se fait avec la technique de la micro-loupe gravitationnelle.

Grâce à ses instruments, le télescope a détecté six points d’émission infrarouge que les chercheurs ont pu identifier comme correspondant à des planètes errantes dont la masse est comprise entre cinq et dix fois la masse de la planète Jupiter. Ces planètes sont les plus petits objets découverts qui ont été formés par le même processus que celui des étoiles, y compris les étoiles naines rouges, les plus petites capables de générer une fusion nucléaire en leur centre.

Pourquoi les astrophysiciens pensent-ils qu’ils se sont formés de cette façon ? Il s’avère que le plus petit objet trouvé, seulement cinq fois la masse de Jupiter, est entouré d’un anneau de gaz et de poussière, un anneau très courant dans la formation des étoiles. Cet anneau est une preuve solide que la planète ne s’est pas formée autrement, car les influences gravitationnelles nécessaires pour éjecter une planète similaire de son orbite auraient déstabilisé l’anneau et provoqué sa disparition. Puisque celle-ci dans l’anneau est la plus petite planète scélérate parmi les six détectées, il est raisonnable de penser que les plus grosses se sont formées de la même manière, et non par expulsion de leurs orbites, expulsion d’autant plus improbable que la planète est plus grande. la planète l’est, car une plus grande influence gravitationnelle serait nécessaire pour la déplacer de sa place.

Mais ce que le télescope a détecté est tout aussi important que ce qu’il n’a pas détecté. Le James Webb n’a détecté aucun objet plus petit que le plus petit de ceux identifiés, soit environ cinq fois la masse de Jupiter, même si ses détecteurs sont capables de cette prouesse. Cette absence de planètes plus petites suggère que les planètes errantes inférieures à cinq fois la masse de Jupiter ne se forment pas par ce processus d’accumulation indépendante de matière, mais sont plutôt générées autour des étoiles et sont ensuite éjectées de leurs orbites par une influence gravitationnelle qui les déstabilise. .

Ainsi, la découverte de ces six planètes errantes indique que la Nature utilise deux processus pour les générer. Le premier est la formation de planètes autour des étoiles car elles sont générées par la condensation gravitationnelle de la matière d’une nébuleuse. La seconde est la formation de planètes flottant librement, qui se produit indépendamment de la formation de corps planétaires en orbite. Ce dernier processus est, en réalité, le même processus de formation d’étoiles, mais il ne conduit pas à la génération d’une étoile faute de masse suffisante pour initier la fusion nucléaire.

Par conséquent, cette découverte, si elle ne l’établit pas, nous rapproche au moins de la limite inférieure des objets pouvant être formés par accrétion et accumulation de gaz et de poussière, qui semble avoir environ cinq fois la masse de Jupiter. D’autre part, on sait déjà que le même processus peut conduire à la formation d’étoiles plus de cent fois la masse de notre Soleil, soit environ vingt mille fois la masse du plus petit corps pouvant se former dans cet espace. chemin. La différence d’échelle peut paraître surprenante, mais pensons que c’est aussi le même processus qui provoque l’Amazonie ou le Nil, et le plus petit des cours d’eau qui coulent sur notre planète. La nature montre généralement, en général, une certaine cohérence dans les processus qu’elle utilise pour générer la réalité qui nous entoure.

Cette découverte révèle également que deux processus différents peuvent donner naissance à des objets similaires dans l’univers, puisque des planètes de cinq masses de Jupiter ou plus ont également été observées en orbite autour de leur étoile centrale, indiquant qu’elles se sont formées au cours du même processus de formation d’étoiles. .

En conclusion, cette découverte, grâce à l’impressionnant télescope James Webb, clarifie considérablement l’origine des planètes errantes et révèle que les cataclysmes gravitationnels qui arrachent les planètes de leurs orbites après leur formation autour de la plupart des étoiles sont plus fréquents qu’on ne l’imaginait. La Terre a été une planète chanceuse qui continue d’être chaude, tournant autour du Soleil et avec nous en son sein.

Jorge Laborda (18/09/2024)

Références :