De mystérieux signaux radio émis par des étoiles lointaines suggèrent la présence de planètes cachées
Les astronomes ont découvert une collection d’étoiles faisant quelque chose d’inattendu.
À moins de 160 années-lumière du système solaire, quatre étoiles naines rouges qui devraient être silencieuses dans les observations radio ont été surprises en train d’émettre des signaux radio. Selon une analyse de ces signaux, la meilleure explication de cette activité est la présence d’exoplanètes invisibles.
Il ne s’agit pas, pour être clair, d’une technosignature indiquant une civilisation extraterrestre ; elle semble plutôt être le résultat d’une interaction entre l’exoplanète et le champ magnétique de l’étoile, générant des aurores intensément fortes qui peuvent être détectées à l’aide du Low Frequency Array (LOFAR) – un puissant radiotélescope dont le siège est aux Pays-Bas.
Après le rapport d’une découverte similaire annoncé l’année dernière, la recherche suggère une nouvelle façon de chasser les exoplanètes dans notre voisinage solaire.
“Nous avons découvert des signaux provenant de 19 étoiles naines rouges lointaines, dont quatre s’expliquent mieux par l’existence de planètes en orbite autour d’elles”, a déclaré le physicien Benjamin Pope de l’Université du Queensland en Australie.
“Nous savons depuis longtemps que les planètes de notre propre système solaire émettent de puissantes ondes radio lorsque leurs champs magnétiques interagissent avec le vent solaire, mais les signaux radio des planètes situées en dehors de notre système solaire n’avaient pas encore été détectés. Cette découverte constitue une étape importante pour la radioastronomie et pourrait potentiellement conduire à la découverte de planètes dans toute la galaxie.”
L’inspiration pour cette recherche est venue de notre propre système solaire. Ici, les interactions entre la géante gazeuse Jupiter et sa lune Io donnent lieu à des aurores puissantes et permanentes aux pôles joviens, bruyantes dans le spectre radio.
Elles ne sont pas différentes des aurores terrestres, mais elles sont faites différemment. Ici sur Terre, les aurores sont créées par des particules soufflées par le Soleil. Lorsque des particules chargées comme les protons et les électrons entrent en collision avec la magnétosphère de la Terre, elles sont envoyées le long des lignes du champ magnétique vers les pôles, où elles tombent en pluie sur la haute atmosphère de la Terre et entrent en collision avec les molécules atmosphériques. L’ionisation de ces molécules qui en résulte donne lieu à des aurores.
Sur Jupiter, les aurores ne sont pas seulement créées par les particules solaires, mais aussi par celles de la lune Io, le monde le plus volcanique du système solaire. Elle rejette en permanence du dioxyde de soufre, qui est immédiatement dépouillé par une interaction gravitationnelle complexe avec la planète, devient ionisé et forme un tore de plasma autour de Jupiter, qui alimente constamment les aurores via les lignes de champ magnétique.
Le champ magnétique du Soleil n’est pas assez puissant, et les distances sont trop grandes, pour produire un effet similaire à partir de son interaction avec les planètes du système solaire, mais les naines rouges sont différentes. Ces étoiles de petite taille, à la durée de vie très longue, possèdent des champs magnétiques beaucoup plus puissants que celui du Soleil, et les exoplanètes que nous avons trouvées en orbite autour d’elles peuvent être beaucoup plus proches que tout ce qui se trouve dans le système solaire.
On s’attendait à ce que la planète en orbite proche d’une étoile naine rouge produise une émission similaire mais plus puissante que celle produite par Jupiter et Io, entraînant des aurores aux pôles de l’étoile. La première émission radio compatible avec ce type d’interaction a été découverte l’année dernière dans une étoile naine rouge. Les scientifiques ont maintenant jeté un plus grand filet, ce qui a permis de découvrir trois nouvelles étoiles.
“Notre modèle pour cette émission radio provenant de nos étoiles est une version améliorée de Jupiter et Io, avec une planète enveloppée dans le champ magnétique d’une étoile, alimentant en matière de vastes courants qui alimentent de la même manière des [aurores] brillantes”, a déclaré l’astronome Joseph Callingham de l’Institut néerlandais de radioastronomie (ASTRON), qui a dirigé les recherches.
“C’est un spectacle qui a attiré notre attention à des années-lumière de distance”.
Les deux principales méthodes actuelles de détection des exoplanètes fonctionnent mieux sur les grandes et massives. Les astronomes recherchent des creux dans la lumière de l’étoile lorsque l’exoplanète passe entre nous et l’étoile, ce que l’on appelle la méthode du transit, ou ils recherchent des signes que l’étoile oscille sur place, un indice qu’elle est en orbite autour d’un centre de gravité mutuel avec une exoplanète, ce que l’on appelle la méthode de la vitesse radiale. Ces deux effets sont beaucoup plus importants si l’exoplanète est énorme.
L’équipe n’a trouvé aucun signe d’exoplanètes suggéré par la nouvelle méthode, à part les émissions radio, mais si les exoplanètes sont là, de futures observations utilisant la méthode des vitesses radiales pourraient aider à les révéler. Et comme des radiotélescopes plus puissants seront mis en service à l’avenir, qui sait ce que nous pourrons trouver.
“Nous ne pouvons pas être sûrs à 100 % que les quatre étoiles dont nous pensons qu’elles ont des planètes sont effectivement des hôtes planétaires, mais nous pouvons dire qu’une interaction planète-étoile est la meilleure explication de ce que nous voyons”, a déclaré Pope.
“Les observations de suivi ont exclu les planètes plus massives que la Terre, mais rien ne dit qu’une planète plus petite ne ferait pas cela.”
Les recherches ont été publiées dans la revue Nature.
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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
