200 milliards de planètes dans la Voie Lactée ?

Dans la Voie lactée, notre galaxie, les planètes sont au moins aussi nombreuses que les étoiles… C’est la conclusion d’un nouveau décompte effectué par des astronomes, notamment de l’Institut d’Astrophysique de Paris, qui ont basé leurs calculs sur six années d’observations des planètes gravitant autour d’autres étoiles de la galaxie.
Depuis la première exoplanète découverte en 1995, Pegasi 51 b, plus de 700 ont été cataloguées. Et la moisson continue, comme en témoignent les résultats fréquemment communiqués de la mission Kepler de la Nasa. D’après Arnaud Cassan (IAP) et ses collègues, ce sont des centaines de millions de planètes qui tournent autour de leur soleil dans l’ensemble de la galaxie.

Les astronomes ont utilisé la technique de microlentille gravitationnelle, avec les collaborations internationales PLANET et OGLE, pour chercher la présence de planètes autour de millions d’étoiles de la Voie lactée. Cette technique met à profit l’effet grossissant que fournit un objet (une étoile ou un système stellaire) situé entre l’observateur et l’étoile étudiée. L’éclat de cette dernière est amplifié par la lentille et l’observateur peut alors étudier les caractéristiques de l’étoile et de son système planétaire. Cependant, la lentille ne fonctionne que si les trois sont parfaitement alignés (l’étoile, l’objet et l’observateur). Et pour détecter la présence d’une planète, il faut aussi qu’elle soit placée au bon endroit au moment où l’observation est faite.

En six ans d’observation, les chercheurs ont obtenus plus de 3.000 effets de microlentille et l’équipe de Cassan en a retenu 440 pour mener son analyse statistique. C’est à partir de ces calculs qu’ils concluent qu’il y a au moins une planète pour une étoile dans la galaxie. 17% des étoiles abriteraient en orbite une planète géante gazeuse, près de 52% une planète de type Neptune, et 62% des « super Terres » (5 à 10 fois la masse de la Terre). En bref, la présence de planètes autour d’une étoile serait la règle plutôt que l’exception dans la Voie lactée, écrivent les chercheurs, qui publient cette semaine un article dans la revue Nature.

D’après une précédente estimation publiée en février 2011 à partir des données de l’observatoire Kepler, notre galaxie comptait au moins 50 milliards de planètes. Si l’on se fie aux estimations du nombre d’étoiles de la Voie lactée –basées sur des calculs de masse-, il y aurait au moins 200 milliards d’étoiles dans notre galaxie (entre 100 et 300 milliards pour certaines fourchettes, 150 à 250 milliards selon d’autres). Le nombre de planète serait donc bien au-delà des 50 milliards, dépassant les 200 milliards d’après ces nouveaux résultats.

Six années d’observations patientes à la recherche d’effets de microlentille gravitationnelle ont conduit à un résultat qui n’aurait surpris ni Démocrite ni Giordano Bruno. Chaque étoile de notre galaxie aurait au moins une planète : il y aurait donc des centaines de milliards d’exoplanètes. Et la majorité seraient rocheuses !

Presque toutes les exoplanètes découvertes à ce jour l’ont été par la méthode des vitesses radiales ou celle des transits (c’est le cas de Kepler 22b). Mais parmi les plus de 700 connues, une dizaine ont été révélées grâce à la technique des microlentilles gravitationnelles.

Pour comprendre en quoi consiste cette méthode, rappelons que lorsqu’un corps céleste passe devant une source de lumière, son champ gravitationnel courbe les rayons qui en sont issus, à la façon d’une lentille. On savait déjà que la gravitation pouvait dévier des rayons lumineux comme les observations d’Eddington l’avaient montré en 1919, lors de la célèbre éclipse qui servit de test à la relativité générale. Mais il avait fallu plus de quinze années avant que Rudi Mandl ne déduise la conséquence naturelle de cette observation et suggère à Albert Einstein qu'il puisse exister dans l'espace de véritables lentilles gravitationnelles. Ce dernier publia donc une petite note en 1936 avec des calculs simples, en concluant : « Bien sûr, il n'y a aucun espoir d'observer directement ce phénomène ».

L’effet est faible mais le génial père de la théorie de la relativité générale avait été trop pessimiste. Depuis des dizaines d'années en effet, ce phénomène est employé par les astronomes pour percer les mystères de la matière noire, analyser le rayonnement fossile et même détecter des corps célestes ordinairement invisibles.

Si l'on parle d'effets de lentille gravitationnelle fort et faible, celui utilisé par des astronomes pour découvrir des exoplanètes, dans le cadre des observations fournies par les équipes Planet et Ogle, est dit de microlentille gravitationnelle, comme il est expliqué dans un article aujourd'hui publié dans Nature.

Lorsqu'un corps céleste massif, comme un trou noir, une naine brune ou tout simplement une étoile peu brillante effectue un transit sur la voûte céleste devant une étoile plus brillante, le champ de gravitation du corps céleste se comporte donc comme si on interposait une lentille entre l'étoile brillante et nous. Comme on le voit sur le premier schéma à gauche ci-dessus, la courbe de lumière de l'étoile brillante montre une brusque augmentation temporaire de la luminosité apparente sur quelques dizaines de jours.

Si une exoplanète tourne autour de l'étoile la moins brillante, on observera un second pic de luminosité durant quelques heures, surimposé sur le premier, comme l'expose le deuxième schéma en partant de la gauche. Ici, le schéma de droite montre une courbe de luminosité durant 30 jours, pour une naine rouge passant devant une étoile jaune, avec une exoplanète en transit conduisant à un pic secondaire de luminosité durant huit heures.

Détecter des exoplanètes avec cette méthode n'est pas facile. En revanche, les intervalles de masses et de distances (planète-étoile) auxquels on a ainsi accès sont assez étendus. Même avec peu d’observations, on peut obtenir des renseignements précieux sur la distribution en masse des exoplanètes dans la Voie lactée.

Des millions d’étoiles ont ainsi été observées, ce qui a conduit Arnaud Cassan (Institut d’astrophysique de Paris), premier auteur de l’article publié dans Nature, à formuler le bilan de cette étude dans les termes suivants : « Nous avons cherché les preuves de la présence d’exoplanètes par la méthode des microlentilles au cours de six années d’observations. Les données que nous avons obtenues montrent de manière remarquable que les planètes sont plus courantes que les étoiles dans notre galaxie. Nous avons également trouvé que les planètes les moins massives, comme les superterres ou les Neptune peu massifs, doivent être plus courantes que les planètes les plus massives. »

Cela conforte de précédentes estimations indiquant qu'il y a probablement des milliards d'exoterres dans notre Voie lactée. Nous avons donc des raisons de plus de partir à la recherche de monolithe noir...

200 milliards de planétes uniquement dans "notre" systeme solaire, alors dans l'univers.....(des amateurs pour le calcul?)

Apollyôn a écrit:Allons, vous ne lisez jamais de SF ?

Des grands vaisseaux dans lesquels peuvent naître et vivre cent générations avant d'arriver sur la Terre promise, errant au milieu de l'espace, cabotant d'une étoile à l'autre en quête du monde idéal ? Ou un navire dont l'équipage placé on ne sait trop comment en stase ou en hibernation ne se réveille que pour analyser une nouvelle planète avant de retourner à un sommeil de quelques centaines d'années le temps d'arriver à une nouvelle destination ? Nan, ça ne vous cause pas ?

rilci a écrit:200 milliards de planétes uniquement dans "notre" systeme solaire, alors dans l'univers.....(des amateurs pour le calcul?)