Depuis les premières planètes en orbite autour d’une autre étoile – appelée exoplanètes – ont été découvertes au début des années 1990, les astronomes en ont trouvé beaucoup plus, et le nombre a maintenant dépassé la barre des 5 000.
Mais une équipe d’astronomes ramène ce nombre à l’envers, juste un peu. Ils ont trouvé trois planètes précédemment détectées, et peut-être une quatrième, qui ne sont pas du tout des planètes. Ce sont des étoiles.
De petites étoiles de très faible masse, mais toujours des étoiles, se faisant passer pour des planètes dans les observations [link to paper].
La plupart des planètes sont trouvées en utilisant la méthode du transit, où nous voyons leurs orbites latéralement et une fois par orbite, elles passent devant leur étoile hôte, faisant une mini-éclipse. Nous ne pouvons pas voir la planète directement, mais nous voyons la lumière de l’étoile faiblir un peu. Son atténuation dépend de la taille de l’étoile et de la taille de la planète ; une grosse planète bloque plus de lumière qu’une petite. Si nous connaissons la taille de l’étoile et sa luminosité, nous pouvons calculer la taille de la planète. Les caractéristiques d’une étoile proviennent en partie de la connaissance de sa distance, bien qu’il existe d’autres méthodes pour estimer sa taille.
L’observatoire spatial Kepler de la NASA a observé une partie du ciel pendant des années, mesurant la luminosité d’environ 150 000 étoiles et détecté des milliers de planètes via leurs transits. Depuis lors, la NASA a lancé TESS, le Transiting Exoplanet Survey Satellite, également à la recherche de planètes. Il a observé plusieurs des mêmes étoiles que Kepler, mais entre les missions, de meilleurs nombres pour de nombreuses distances d’étoiles ont été mesurés.
Les astronomes ont constaté que si les estimations des diamètres de la grande majorité des étoiles étaient très similaires pour les deux missions, certaines se distinguaient comme assez divergentes. En général, ceux qui étaient éteints concernaient des étoiles très éloignées, à plus de 4 000 années-lumière environ. Les étoiles éloignées ont des distances difficiles à mesurer, ce n’est donc pas une surprise. Et en fait, les distances utilisées par Kepler étaient trop petites ; les étoiles en réalité sont plus éloignées.
Si les étoiles sont plus éloignées, elles sont plus grandes qu’on ne le pensait auparavant. Et si vous regardez ensuite les planètes trouvées autour de ces étoiles, elles doivent aussi être plus grandes, car leur taille est mesurée par rapport à leur étoile hôte.
Ils ont ensuite examiné le rapport des tailles des planètes et de leurs étoiles dans les données TESS et Kepler et les ont comparées. Quatre planètes sont immédiatement apparues comme étant beaucoup plus grandes que celles mesurées précédemment. Il s’agissait des planètes Kepler-699b, 747b, 840b et 854b.
Ils ont d’abord regardé Kepler-854b. Ils ont découvert qu’au fil du temps, l’étoile hôte elle-même changeait légèrement de luminosité, devenant plus lumineuse et plus sombre au cours d’une période régulière. Cependant, cette période était la même que la période orbitale de la planète ! C’est très suspect; pourquoi une étoile s’éclaircirait et s’assombrirait-elle au même rythme que la planète orbite ?
Ce qu’ils ont découvert, c’est que le changement de luminosité de l’étoile est cohérent avec le fait qu’elle n’est pas ronde, mais plutôt en forme d’œuf ou de larme. Maintenant, c’est ce à quoi vous vous attendez si le deuxième objet de ce système est très massif ; la gravité du deuxième objet tire le premier dans une forme allongée. Lorsqu’ils calculent la masse du deuxième objet nécessaire pour tenir compte de la forme de l’étoile, ils constatent qu’elle doit être supérieure à 100 fois la masse de Jupiter.
Ouf. Un objet plus de 80 fois la masse de Jupiter peut générer suffisamment de pression dans son noyau pour déclencher la fusion nucléaire. Cela en fait une étoile, bien que de faible masse. Donc, tout de suite, il semble que Kepler-854-b soit une étoile, pas une planète. Ils découvrent également que l’étoile hôte est plus de deux fois plus grande qu’on ne le pensait auparavant, ce qui fait que la “planète” a trois fois le diamètre de Jupiter. C’est beaucoup trop grand ; les planètes ne peuvent tout simplement pas atteindre cette taille sans devenir des étoiles. Encore une fois, ce doit être une star.
Ils ont également trouvé des résultats similaires avec Kepler-699b et 840b. Les étoiles sont plus éloignées qu’on ne le pensait et donc plus grandes, ce qui rend les planètes plus grandes aussi. Ils ont également trouvé des arguments subtils montrant que le Kepler-840b doit également être une star ; lors d’une éclipse secondaire, lorsqu’il passe derrière son étoile hôte, le système perd beaucoup plus de lumière que ce à quoi on s’attendrait s’il s’agissait d’une planète. Mais s’il s’agit d’une étoile, elle génère sa propre lumière, et lorsqu’elle est bloquée, vous verrez la lumière totale du système diminuer davantage que vous ne le feriez pour une planète.
Kepler-747b suit le même chemin ; ils trouvent que l’étoile est quatre fois plus grand qu’on ne le pensait auparavant, la planète fait donc un peu moins de deux fois la taille de Jupiter. Ce n’est pas tout à fait suffisant pour l’exclure complètement en tant que planète, mais c’est suffisamment proche pour qu’ils pensent que son statut planétaire est discutable.
Alors qu’est-ce que cela signifie pour les exoplanètes en général ? Sommes-nous sur le point d’en découvrir une tonne de plus qui ne sont pas du tout des planètes ?
C’est peu probable. N’oubliez pas que la grande majorité des tailles des stars hôtes que Kepler a examinées n’ont pas changé, donc elles vont bien. Et à l’avenir, les distances aux étoiles sont bien mieux connues, grâce aux observations de la mission Gaia de l’ESA, qui a fait un travail incroyable en mesurant à quelle distance se trouvent plus d’un milliard d’étoiles. Oui un milliard.
Donc, si vous gardez un œil sur le tableau de bord, oui, les arbitres ont dû rappeler une poignée de points ici. Mais 3 ou 4 sur 5 000 est une correction assez faible, et ne nous fait vraiment reculer que de quelques jours, compte tenu de la rapidité avec laquelle les planètes sont détectées. Nous atteindrons bientôt cette pierre de 1,6 kilomètre.
Rassurez-vous, le ciel est rempli de planètes, probablement aussi nombreuses que les étoiles de la galaxie. Il y a beaucoup de planètes, et nous pouvons nous permettre de découvrir que quelques-unes ne sont pas réelles. En fait nous devoir, car tout l’intérêt de la science est de corriger les erreurs et d’en tirer des leçons. Dans ce cas, heureusement, la leçon n’est pas trop douloureuse.