En 2017, le monde de l’astronomie était en effervescence à l’annonce selon laquelle l’exoplanète Kepler-1625b possédait potentiellement sa propre lune, une exomoon. C’était le premier indice d’une exomoon que l’on voyait, et a été suivi cinq ans plus tard par un autre candidat autour de la planète Kepler-1708b.
Il y a plus de cinq mille exoplanètes découvertes à ce jour, et nous ne savons pas avec certitude si certaines ont des lunes en orbite, ce qui a rendu ces annonces si excitantes. Les exomoons offrent des zones potentiellement plus habitables dans lesquelles nous pouvons rechercher la vie extraterrestre, et l’étude des lunes peut être une fenêtre précieuse sur la formation de la planète hôte.
Mais il y a eu de nombreux débats sur ces candidats à l’exomoon, plusieurs groupes examinant les données obtenues des télescopes spatiaux Kepler et Hubble.
L’article le plus récent sur le sujet, publié par des astronomes allemands, arrive à la conclusion que les candidats exomoon autour de Kepler-1625b et Kepler-1708b sont peu probables. Des travaux antérieurs ont également semé le doute sur le candidat exomoon autour de Kepler-1625b.
Il ne s’agit cependant pas d’un cas clair. David Kipping, chef du groupe qui a réalisé les deux découvertes originales et professeur adjoint d’astronomie à l’Université de Columbia, n’est pas d’accord avec la nouvelle analyse. Lui et son groupe sont en train de préparer un manuscrit qui répond à la dernière publication.
Une aiguille dans une botte de foin
La méthode la plus courante pour détecter les exoplanètes est la méthode du transit. Cette technique mesure la luminosité d’une étoile et recherche une petite baisse de luminosité qui correspond à une planète transitant devant l’étoile.
La photométrie stellaire peut être étendue pour rechercher des exolunes, une approche lancée par Kipping. En plus de l’inclinaison principale causée par la planète, si une lune tourne autour de la planète, vous devriez pouvoir voir une inclinaison supplémentaire plus petite causée par la lune protégeant également une partie de la lumière de l’étoile.
Un exemple de ce à quoi pourrait ressembler une détection de transit d’une exomoon.
Comme les lunes sont plus petites, elles génèrent un signal plus petit, ce qui les rend plus difficiles à repérer. Mais ce qui rend ce cas particulier encore plus difficile, c’est que les étoiles hôtes Kepler-1625 et Kepler-1708 ne sont pas si brillantes. Cela rend la baisse de la lumière encore plus faible : en fait, ces systèmes doivent avoir de grandes lunes pour se situer dans le seuil de ce que le télescope spatial Kepler peut détecter.
Des modèles, des modèles, des modèles
Jusqu’à ce que les scientifiques obtiennent plus de données de James Webb ou de futures missions telles que le lancement de PLATO par l’ESA, tout dépend de ce qu’ils peuvent faire avec les chiffres existants.
« Les aspects pertinents ici sont la manière dont les données elles-mêmes sont traitées, la physique que vous appliquez lorsque vous modélisez ces données, puis les éventuels signaux faussement positifs qui pourraient reproduire le type de signal que vous utilisez. « Nous recherchons », a déclaré Eamonn Kerins, maître de conférences en astronomie à l’Université de Manchester qui n’a pas participé à l’étude. Ars. « Je pense que tout ce débat tourne essentiellement autour de ces questions », a-t-il ajouté.
Un phénomène clé qui nécessite une modélisation précise est connu sous le nom d’effet d’assombrissement des membres stellaires. Les étoiles, y compris notre Soleil, semblent plus sombres à leur bord qu’au centre en raison des effets de l’atmosphère stellaire. Comme cela affecte la luminosité apparente de l’étoile, il est clairement important de le comprendre dans le contexte de la recherche d’ex-lunes en mesurant la luminosité d’une étoile.
« Nous disposons de modèles pour cela, mais nous ne savons pas vraiment comment une étoile spécifique se comporte en termes d’effet d’assombrissement des membres stellaires », a déclaré René Heller, auteur principal de l’étude et astrophysicien à l’Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire. , dans une interview pour Ars. Le comportement d’étoiles spécifiques peut être déduit, mais ce n’est pas toujours anodin. En incluant des modèles améliorés d’assombrissement des membres stellaires, les auteurs ont découvert qu’ils pouvaient expliquer les signaux précédemment attribués à une exomoon.
Le traitement des données est également primordial, en particulier un type de traitement appelé anti-tendance. Cela prend en compte la variabilité à long terme des données de luminosité causée, entre autres, par la variation aléatoire des étoiles et la variabilité des instruments. La nouvelle recherche montre que le résultat statistique, lune ou pas de lune, dépend extrêmement de la manière dont vous effectuez cette réduction de tendance.
De plus, les auteurs affirment que les données obtenues du télescope Hubble, d’où provient principalement la revendication de la lune autour de Kepler-1625b, ne peuvent pas être correctement déduites et ne devraient donc pas être utilisées pour les recherches d’exomoon.
Deux côtés
Jusqu’à ce que davantage de données soient obtenues, cela restera probablement une discussion scientifique en cours sans conclusion définitive.
Kerins souligne que Kipping et son équipe ont été très mesurés dans leurs annonces. « Ils font très, très attention à ne pas prétendre qu’il s’agit d’une détection irréprochable. Ils ont effectué des tests approfondis sur les données qui leur ont été fournies, et je pense vraiment que la différence ici réside dans la physique que vous mettez en œuvre, la manière dont vous traitez les données et, en fin de compte, le fait que l’ensemble de données Kepler est vraiment sur le point d’être utilisé. bord de trouver des exmoons.
Heller n’est cependant pas convaincu. « Mon impression est que dans les données Kepler, nous et d’autres équipes avons fait ce qui est actuellement possible et il n’y a aucun objet convaincant qui ressort vraiment. »
Les lunes sont de loin plus nombreuses que les planètes de notre propre système solaire – deux cent quatre-vingt-dix-huit à ce jour – il est donc raisonnable de supposer que nous rencontrerons des ex-lunes au fur et à mesure que nous continuerons à explorer le ciel. « Ce serait assez extraordinaire, je pense, si nous continuions au cours des prochaines années sans trouver d’exomoon », a déclaré Kerins. « Je pense que ce n’est qu’une question de temps. »
Astronomie de la nature, 2023. DOI : 10.1038/s41550-023-02148-w
Ivan Paul est un écrivain indépendant basé au Royaume-Uni, où il termine son doctorat en recherche sur le cancer. Il est sur Twitter @ivan_paul_.