Découverte de la première candidate exolune

La détection d’une exoplanète est souvent comparé à repérer une luciole en train de passer devant le faisceau lumineux d’un phare tout en étant à plusieurs centaines de kilomètres. Les astronomes sont maintenant sur le point de pouvoir détecter une mouche à fruit tournant autour de la luciole, ou plus précisément une exolune orbitant une exoplanète en train de passer devant son étoile hôte. Au début du mois d’octobre 2018, une équipe internationale menée par des astronomes de l’Université Columbia a annoncé la détection de la première candidate exolune dans le journal Science Advances.

Image d’artiste de l’exoplanète Kepler-1625b et de sa lune Kepler-1625bi. Credit: NASA/ESA/L. Hustak (STScI).

Les astronomes peuvent découvrir des exoplanètes en étudiant les variations de la luminosité d’une étoile alors qu’elle est éclipsées par ses planètes. Ceci est appelé la méthode du transit. Les instruments et les algorithmes d’analyses de données sont maintenant potentiellement assez précis pour résoudre un système lune-planète alors qu’il transite devant son étoile. Le système exoplanètaire Kepler-1625 a d’abord été observé par le télescope spatial Kepler et a été identifié comme pouvant peut-être contenir une exolune. Des observations subséquentes ont été obtenues avec le télescope spatial Hubble en 2017 afin de confirmer ce résultat.

En plus de créer une signature unique dans la courbe de lumière, les exolunes peuvent être détectées si le transit de la planète ne se produit pas exactement au moment prédit. Les lunes peuvent avoir un effet gravitationnel sur les planètes qu’elles orbitent qui peut être assez grand pour être observable, dépendant de la masses des lunes et de leurs positions. Une lune en orbite tire sur sa planète, qui va ensuite accélèrer ou ralentir le long de son orbite autour de l’étoile hôte du système selon la position de la lune. Ceci cause des variations temporelles dans le transit de la planète (TTV, pour transit timing variations). Les observations Hubble ont permis de montrer que l’exoplanète Kepler-1625b est passée devant son étoile 77.8 minutes plus tôt que prévu, ce qui a convaincu l’équipe qu’une exolune, Kepler-1625bi, pourrait être présente.

Une caractéristique remarquable de ce système lune-planète est la taille des objets en question. La planète pourrait être aussi massive que quelque masses de Jupiter alors que la lune semble être aussi grande que Neptune. Ceci est très loin des lunes observées dans notre système solaire, qui tendent à être beaucoup plus petite que les planètes qu’elles orbitent. Si la candidate exolune est en effet semblable à une planète géante gazeuse de notre système solaire, cela pourrait nous aider à mieux comprendre les processus de formation des lunes.

Bien que les auteurs de l’article soient convaincus du potentiel de leur candidate exolune, ils précisent que plus de données sont nécessaires afin de confirmer la détection. En effet, de multiples transits de Kepler-1625b seront nécessaires afin de vérifier que les signatures de la courbes de lumière et les TTV apparaissent de façon consistante. Alors que TESS (pour Transiting Exoplanet Survey) commence à publier ses premiers résultats, peut-être identifierons-nous beaucoup plus de ce genre de candidates exolunes.