À la recherche d’exoplanètes errantes dans notre coin de la Galaxie

La banlieue solaire recèlerait un grand nombre d’astres encore non détectés de taille et de masse s’apparentant aux planètes géantes du Système solaire. C’est ce que conclut une récente étude menée par l’astrophysicien Jonathan Gagné du Carnegie Institution for Science en collaboration avec une équipe de chercheurs de l’Institut de recherche sur les exoplanètes (iREx) de l’Université de Montréal. À la différence des exoplanètes, ces objets ne tourneraient pas autour d’un soleil. Ce serait des planètes errantes. Ces travaux sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal Supplement Series.

Les chercheurs ciblent tout particulièrement les associations d’étoiles, c’est-à-dire de jeunes étoiles du même âge se déplaçant en groupe dans l’espace. Les associations sont un terreau fertile pour la chasse aux naines brunes (étoiles manquées) et aux planètes dites errantes (ou orphelines d’étoile).

Récemment, les premiers objets de masse planétaire de notre voisinage solaire ont été découverts dans l’une de ces associations, nommée TW Hya, située à quelque cent années-lumière. Ces objets de la taille de planètes géantes s’ajoutent aux quelques douzaines d’étoiles déjà connues de cette association qui se meuvent ensemble dans l’espace et qui sont âgées d’à peine 10 millions d’années.

Afin de savoir si encore davantage d’objets de masse planétaire se trouvent dans l’association TW Hya, Jonathan Gagné et son équipe ont effectué des mesures et des calculs pour tracer ce qu’on appelle la fonction de masse initiale, c’est-à-dire combien d’étoiles qui forment en fonction de leur masse. Cette fonction permet de prédire le nombre total d’objets dans TW Hya et donc d’estimer le nombre de ceux qui n’ont pas encore été détectés.

« La fonction de masse initiale de TW Hya n’avait encore jamais été publiée », a dit Jonathan Gagné.

Grâce à leur analyse, les chercheurs ont pu déterminer que plusieurs objets dont la masse se situe entre 5 fois et 7 fois la masse de Jupiter (l’unité de mesure que nous adoptons puisqu’il s’agit de la plus grosse planète de notre système solaire) attendraient d’être identifiés dans l’association TW Hya.

« L’association s’étend jusqu’à une distance de 250 années-lumière et nos instruments n’ont pas encore la sensibilité requise pour détecter des planètes errantes à cette distance. Donc, plusieurs sont encore à découvrir, » a ajouté M. Gagné.

Plus d’informations

L’article BANYAN. IX. The Initial Mass Function and Planetary-mass Object Space Density of the TW HYA Association est publié dans The Astrophysical Journal Supplement Series, 228 :2 :18 (51pp) Février 2017. DOI: 10.3847/1538-4365/228/2/18. En plus de Jonathan Gagné (Carnegie Institution of Washington), l’équipe inclut Lison Malo, René Doyon, David Lafrenière, Étienne Artigau, Anne Boucher, Charles Brunette et Geneviève Arboit, de l’Institut de recherche sur les exoplanètes et du Centre de recherche en astrophysique du Québec de l’Université de Montréal et 10 autres co-auteurs.

Le Carnegie Institution for Science est une organisation privée sans but lucratif, basée à Washington D.C. incluant six départements de recherche à travers les É.U. Depuis son fondement en 1902, l’institut Carnegie a été une force novatrice en recherche fondamentale. Les scientifiques de Carnegie sont des leaders mondiaux dans les domaines de la biologie végétale, de la biologie du développement, de l’astronomie, de la science des matériaux, de l’écologie globale, et des sciences de la Terre et des planètes.