mai 21, 2022

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Comment les corps errant dans l’espace interstellaire se sont retrouvés seuls: The Tribune India

Milton Keynes (Royaume-Uni), 16 janvier

Nous connaissons aujourd’hui environ 5 000 exoplanètes. Si vous deviez imaginer ce que ce serait d’être sur l’un de ces mondes lointains, ou exoplanètes, votre image mentale inclurait probablement une étoile majeure – ou plus d’une, surtout si vous êtes un fan de Star Wars.

Mais les scientifiques ont récemment découvert que plus de planètes que nous ne le pensions flottaient seules dans l’espace – non éclairées par un compagnon stellaire amical. Ce sont des « planètes glacées flottantes » ou FFP. Mais comment se sont-ils retrouvés seuls et que peuvent-ils nous dire sur la formation de ces planètes ?

Trouver de plus en plus d’exoplanètes à étudier a, comme nous nous y attendions, élargi notre compréhension de ce qu’est une planète. En particulier, la frontière entre les planètes et les « naines brunes » – des étoiles froides qui ne peuvent pas fusionner l’hydrogène comme les autres étoiles – devient de plus en plus floue.

Qu’est-ce qui détermine si un objet est une planète ou une naine brune a longtemps été un sujet de débat – est-ce une question de masse ? Les corps cessent-ils d’être des planètes s’ils subissent une fusion nucléaire ? Ou la façon dont le corps a été façonné est-elle plus importante ?

Alors qu’environ la moitié des étoiles et des naines brunes se trouvent isolées et que le reste se trouve dans plusieurs systèmes stellaires, nous considérons généralement les planètes comme des corps secondaires en orbite autour d’une étoile.

Récemment, cependant, les améliorations de la technologie des télescopes nous ont permis de voir des objets isolés, beaucoup plus petits et plus froids dans l’espace, y compris les FFP, des objets dont la masse ou la température sont trop basses pour être considérées comme des naines brunes.

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Ce que nous ne savons toujours pas, c’est exactement comment ces choses se sont formées. Les étoiles et les naines brunes se forment lorsqu’une zone de poussière et de gaz dans l’espace commence à tomber sur elle-même.

Cette zone devient plus dense, de sorte que de plus en plus de matière (due à la gravité) tombe dessus dans un processus appelé effondrement gravitationnel.

Finalement, cette boule de gaz devient suffisamment dense et chaude pour démarrer la fusion nucléaire – l’hydrogène brûlant dans le cas des étoiles et le deutérium (un type d’hydrogène avec une particule supplémentaire, un neutron, dans le noyau) brûlant pour les naines brunes.

La fibre de verre réticulée peut se former de la même manière, mais elle ne devient jamais assez grosse pour commencer à fondre. Il est également possible qu’une telle planète ait commencé sa vie en orbite autour d’une étoile, mais à un moment donné, elle a été expulsée dans l’espace interstellaire.

Comment repérer une planète errante

Les planètes rebelles sont difficiles à détecter car elles sont relativement petites et froides. Sa seule source de chaleur interne est l’énergie résiduelle restante de l’effondrement qui a conduit à sa formation. Plus la planète est petite, plus elle dégage rapidement de la chaleur.

Les objets froids dans l’espace émettent moins de lumière et la lumière qu’ils émettent est plus rouge. Une étoile comme le Soleil a un pic d’émission dans le visible ; Le pic FFP est plutôt dans l’infrarouge.

Parce qu’elles sont difficiles à voir directement, beaucoup de ces planètes ont été trouvées en utilisant la méthode indirecte de « lentille microgravitationnelle », lorsqu’une étoile distante est exactement dans la bonne position pour sa lumière qui est déformée gravitationnellement par FFP.

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Cependant, découvrir des planètes via un événement unique présente l’inconvénient que nous ne pourrons plus jamais observer cette planète. Nous ne voyons pas non plus la planète dans son contexte avec son environnement, il nous manque donc des informations vitales.

Pour remarquer directement les FFP, la meilleure stratégie est de les attraper lorsqu’ils sont jeunes. Cela signifie qu’il reste encore une bonne quantité de chaleur de sa formation, il est donc à son meilleur. Dans la dernière étude, les chercheurs ont fait exactement cela.

L’équipe a combiné les images d’un grand nombre de télescopes afin de trouver les objets les plus faibles au sein d’un groupe de jeunes étoiles, dans une région appelée le scorpion supérieur.

Ils ont utilisé les données de grandes enquêtes à usage général ainsi que leurs observations les plus récentes pour créer des cartes visuelles et infrarouges détaillées de la région du ciel couvrant une période de 20 ans. Ensuite, ils ont cherché des objets faibles se déplaçant d’une manière qui indiquait qu’ils étaient membres de la constellation (plutôt que des étoiles d’arrière-plan très éloignées).

Le groupe a trouvé entre 70 et 170 FFP dans Upper Scorpius, ce qui fait de leur échantillon le plus grand directement identifié à ce jour, bien que le nombre soit très incertain.

Planètes rejetées

Sur la base de notre compréhension actuelle de l’effondrement gravitationnel, il semble qu’il y ait trop de FFP dans ce groupe d’étoiles qu’elles ont toutes formées de cette manière. Les auteurs de l’étude ont conclu qu’au moins 10% d’entre eux ont commencé leur vie dans le cadre d’un système stellaire, se formant dans un disque de poussière et de poussière autour d’une jeune étoile plutôt que par effondrement gravitationnel. Cependant, à un moment donné, une planète pourrait être éjectée en raison d’interactions avec d’autres planètes. En fait, les auteurs suggèrent que ces planètes « rejetées » pourraient être aussi communes que les planètes solitaires depuis le début.

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Si vous paniquez à l’idée que la Terre tourne soudainement dans l’espace, vous n’avez probablement pas à vous inquiéter – ces événements sont plus susceptibles de se produire au début de la formation d’un système planétaire lorsqu’il y a beaucoup de planètes qui se bousculent pour se localiser. Mais ce n’est pas impossible – si quelque chose d’extérieur à un système planétaire établi, comme une autre étoile, le perturbait, alors la planète pourrait encore être séparée de sa maison ensoleillée.

Bien que nous ayons encore un long chemin à parcourir pour comprendre pleinement ces planètes errantes, de telles études sont inestimables. Les planètes pourraient être revisitées pour des enquêtes plus détaillées à mesure que de nouvelles technologies de télescope deviennent disponibles, ce qui pourrait en dire plus sur les origines de ces mondes extraterrestres. Conversation

Écrit par Joanna Barstow, Ernest Rutherford Fellow, Milton Keynes Open University