Six mille exoplanètes ont été cataloguées à travers la galaxie, et pourtant aucune exolune n’a jamais été confirmée. Cette sècheresse vient peut-être de prendre fin.
Une équipe dirigée par Kevin Hoy à l’Universidad Diego Portales au Chili a détecté un objet de masse planétaire en orbite autour de la naine brune CD-35 2722 B, un compagnon substellaire situé à environ 100 années-lumière de la Terre. Le candidat, décrit dans Nature, a une masse minimale de 0,9 masse de Jupiter et complète une orbite tous les 170 jours.
Ce qui rend cette détection inhabituelle est la technique : le suivi par vitesse radiale d’une naine brune imagée directement. L’équipe a utilisé le spectrographe VLT/CRIRES+ de l’ESO pour mesurer de minuscules décalages dans le spectre de la naine brune lorsque le satellite invisible l’attirait gravitationnellement. La même méthode qui a permis de trouver la première exoplanète autour d’une étoile semblable au Soleil en 1995 a maintenant été appliquée pour la première fois à un hôte substellaire.
« Nous trouvons ce qui semble être le signal périodique d’au moins un satellite en orbite », écrivent les auteurs. « C’est la première fois que cette technique produit des preuves de satellites autour d’une naine brune compagne. »
L’objet se trouve à une intersection délicate des schémas de classification. Il orbite autour d’une naine brune plutôt que d’une étoile, a une masse presque aussi grande que Jupiter, et occupe une zone grise où la définition formelle d’« exolune » n’a jamais été écrite. L’Union astronomique internationale n’a pas établi de critères pour ce qui qualifie une lune en dehors du système solaire, laissant la découverte dans un flou terminologique.
« Bien qu’il soit incertain que cet exosatellite remplira les critères actuellement non définis pour être qualifié d’exolune, il constitue un pas marquant vers cette première détection non controversée », notent les chercheurs.
Les naines brunes se situent à la frontière entre planètes et étoiles, trop massives pour être des planètes mais pas assez massives pour soutenir la fusion de l’hydrogène. CD-35 2722 B, une naine de type L, a été identifiée pour la première fois en 2011 comme compagne d’une étoile naine M. L’application du suivi par vitesse radiale à un tel objet a nécessité une précision exceptionnelle : l’équipe a atteint une précision d’environ 3 mètres par seconde dans la bande K infrarouge après avoir développé un pipeline de modélisation tellurique dédié.
Les simulations de stabilité utilisant l’indicateur de chaos MEGNO et le code à N corps REBOUND montrent que la configuration à un satellite reste dynamiquement stable sur au moins 3 000 orbites de la naine brune. Un modèle à deux satellites a été testé mais n’a pas été statistiquement préféré, et un signal secondaire de 14 jours semble être un artefact.
Cette découverte ouvre une nouvelle frontière dans la science des exoplanètes. À mesure que l’instrumentation s’améliore, la même technique pourrait être étendue à des hôtes plus faibles et moins massifs, révélant potentiellement une population d’exolunes autour des exoplanètes elles-mêmes. Pour l’instant, le domaine a son premier candidat crédible.
Traduit par Lydie