Dans leur chasse aux exoplanètes, les astronomes font régulièrement des découvertes captivantes, qui n’ont parfois aucun rapport avec l’objet recherché. Qu’il s’agisse d’un trou noir particulièrement glouton, d’un superbe “mur” de galaxies, ou d’un autre corps céleste fascinant, le cosmos regorge de choses intéressantes vers lesquelles pointer son télescope. Cette semaine, c’est un nouvel objet de ce type qui a été scruté par des astronomes de la National Science Foundation, une institution scientifique américaine.
Il s’agit d’une planète baptisée K2-25b, qui présente la particularité d’être particulièrement dense, bien plus que ses semblables d’âge et de taille similaires. Du haut de ses 600 millions d’années, cette jouvencelle cosmique est d’une taille légèrement inférieure à la Terre. Elle pèse cependant plus de 25 fois son poids, ce qui constitue une drôle d’anomalie. En règle générale, tout du moins en l’état actuel de nos connaissances, une planète est formée à partir des grandes quantités de matériel fragmenté en orbite autour d’un corps céleste massif, comme une étoile. Tout ce matériel est réparti autour de l’astre dans un énorme disque que l’on appelle un disque protoplanétaire, orienté entre autres en fonction du champ magnétique de l’astre. Au fur et à mesure du temps, des gaz, poussières et autres morceaux de roche et de glace vont commencer à s’agglomérer sous l’effet de la force gravitationnelle pour former une sorte de graine, qui va elle-même grossir en attrapant de plus en plus de matière au fil des collisions avec d’autres éléments. Une fois assez grosse et lourde, elle bénéficie d’une force gravitationnelle conséquente qui capture généralement une énorme enveloppe gazeuse, et cette dynamique continue jusqu’à ce que cette néo-planète ait entièrement fait le ménage sur son orbite.
Sauf que dans le cas de K2-25b, tout semble fonctionner à l’envers. C’est à n’y plus rien comprendre : non seulement elle est plus petite, mais aussi 25 fois plus massive que la Terre, et son enveloppe gazeuse est quasiment insignifiante. Ces deux énigmes qui vont à l’encontre des observations habituelles ont carrément amené les scientifiques à envisager que le modèle actuellement admis puisse être erroné. Car à première vue, il n’y a rien qui puisse expliquer ce poids excessif. Encore plus curieux : avec sa masse exceptionnelle, qui fait qu’elle exerce une force gravitationnelle particulièrement importante pour sa taille, K2-25b aurait dû capturer une grande quantité de gaz, mais celui-ci brille par son absence.
Une pièce à 500$ au cœur du processus
Comment K2-25b a-t-elle grossi à ce point? Qu’est-il arrivé à son atmosphère ? A-t-elle été happée par un autre corps céleste ? Pour répondre à ces questions et bien d’autres, il faudra encore la scruter pendant quelques temps. Pour cela, les astronomes pourront utiliser le même matériel qui a déjà servi à mesurer précisément ce drôle d’objet, à savoir un diffuseur un petit peu spécial nommé “Engineered Diffuser” . Une fois intégré à un télescope, cet objet au prix dérisoire selon les standards de l’astronomie (environ pour les modèles en question 500$) redistribue la lumière incidente sur le capteur; il permet ainsi de mesurer la luminosité de l’étoile avoisinante avec une grande précision. En analysant les variations de cette luminosité lorsqu’une planète comme K2-25b passe devant l’astre, ce transit représente une occasion de mesurer de nombreux paramètres comme sa taille avec une précision surprenante. Jusque là, l’équipe parvenait à déterminer le timing du transit avec une précision d’environ une demi-heure, mais avec ce diffuseur, la marge d’erreur est tombée à environ 20 secondes à peine !
“Des télescopes à faible ouverture, une fois équipés avec de l’équipement de pointe, mais peu cher, peuvent devenir des plateformes pour des programmes scientifiques importants”, explique Jayadev Rajagopal, l’un des astronomes ayant participé à l’étude. Pour son coût dérisoire, ce diffuseur offre donc un retour sur investissement faramineux. A l’avenir, ce diffuseur sera donc une pièce centrale des futures observations de K2-25b. Et avec un peu de chance, ces observations permettront de résoudre certains des mystères qui entourent ce petit bout de roche si intrigant, perdu à 150 années-lumière de la Terre !
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