Une nouvelle vidéo partagée sur YouTube est l’une des choses les plus étonnantes que nous ayons jamais vues en science planétaire.
La vidéo montre quatre points de lumière se déplaçant en cercles concentriques partiels autour d’un disque noir en leur centre. Ce que vous regardez en fait, c’est un système planétaire.
Les quatre points sont des exoplanètes, le disque noir masquant leur étoile, à 133,3 années-lumière de la Terre. Les cercles partiels sont leurs mouvements orbitaux, un laps de temps compilé à partir de 12 années d’observations.
L’étoile est HR8799, et En 2008 ses exoplanètes constituaient le premier système (pas la première exoplanète, c’était 2M1207b en 2004) les astronomes n’avaient jamais vu directement.
Depuis lors, l’astronome Jason Wang de l’Université Northwestern l’observe avec avidité. Il a compilé ces observations dans un laps de temps – pas pour une raison scientifique, mais simplement parce que c’est super génial.
“Il est généralement difficile de voir les planètes en orbite”, Wang dit.
“Par exemple, il n’est pas évident que Jupiter ou alors Mars orbite autour de notre soleil parce que nous vivons dans le même système et n’avons pas de vue de haut en bas. Les événements astronomiques se produisent trop rapidement ou trop lentement pour être capturés dans un film.
“Mais cette vidéo montre des planètes se déplaçant à une échelle de temps humaine. J’espère qu’elle permettra aux gens de profiter de quelque chose de merveilleux.”
Le décompte actuel de exoplanètes confirmées – ce sont des planètes extrasolaires, ou des planètes en dehors du système solaire – des chiffres plus de 5 200mais nous n’avons jamais vu la plupart d’entre eux.
Les astronomes trouvent principalement des exoplanètes par des méthodes indirectes, en étudiant l’effet de l’exoplanète sur l’étoile hôte. Des creux réguliers et faibles dans la lumière de l’étoile indiquent qu’une exoplanète en orbite passe entre nous et l’étoile ; de faibles changements dans la longueur d’onde de la lumière de l’étoile indiquent l’interaction gravitationnelle entre l’exoplanète et l’étoile.
La raison en est qu’il est en fait extrêmement difficile de voir directement une exoplanète. Ils sont très petits et très sombres par rapport à leur étoile hôte; toute lumière qu’ils émettent ou réfléchissent est généralement engloutie dans la lumière ardente de l’étoile.
De temps en temps, cependant, nous avons de la chance. Les exoplanètes sont suffisamment grandes et séparées de leur étoile, et le système est orienté de telle manière que, si la lumière de l’étoile est bloquée, ou occultée (c’est pourquoi HR8799 apparaît comme un disque noir), nous pouvons les voir comme de petites gouttes d’accompagnateur lumière.
Il est encore plus rare de les voir exécuter leur pavane planétaire complexe, tout simplement parce que les échelles de temps des orbites impliquées sont bien plus longues que le temps écoulé depuis que les scientifiques ont directement repéré la première exoplanète.
Mais Wang et son équipe ont maintenant suffisamment de données d’observation de HR8799 pour un laps de temps qui montre des orbites partielles, et c’est ce qu’il a compilé.
“Il n’y a rien à gagner scientifiquement à regarder les systèmes en orbite dans une vidéo en accéléré, mais cela aide les autres à apprécier ce que nous étudions”, Wang dit.
“Il peut être difficile d’expliquer les nuances de la science avec des mots. Mais montrer la science en action aide les autres à comprendre son importance.”
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Les observations ont été recueillies à l’aide de l’observatoire WM Keck, et Wang a appliqué une optique adaptative pour corriger l’effet de distorsion de l’atmosphère terrestre.
Le time-lapse a également été traité pour corriger les sauts temporels entre les données, montrant le mouvement orbital fluide des quatre exoplanètes.
Les 12 années d’observation ont été accélérées en seulement 4,5 secondes.
Voici ce que vous regardez. Le cercle noir au centre est la jeune étoile de 30 millions d’années, environ 1,5 fois la masse et 4,9 fois la luminosité du Soleil.
L’exoplanète la plus interne est HR8799e, avec une masse de 7,4 Jupiters en orbite à une distance de 16,25 fois la séparation entre la Terre et le Soleil, ou unités astronomiques, pour une période orbitale de 45 ans. Les scientifiques ont pu analyser la lumière de cette exoplanète pour déterminer qu’il s’agit d’une ravagé par la tempête bébé géant gazier.
En se déplaçant vers l’extérieur, HR8799d a la masse de 9,1 Jupiters et orbite à 26,67 unités astronomiques pour une période orbitale de 100 ans.
HR8799c a une masse de 7,8 Jupiters, en orbite à une distance de 41,4 unités astronomiques (juste un peu plus large que la séparation entre le Soleil et Pluton) pour une période orbitale de 190 ans. Il a l’eau dans son atmosphère, les scientifiques ont trouvé.
Enfin, HR8799b pointe à 5,7 Jupiters, avec une séparation de 71,6 unités astronomiques et une période orbitale de 460 ans.
Mais nous sommes loin d’en avoir fini avec le système HR8799.
Bien que, selon Wang, le laps de temps lui-même ne soit peut-être pas scientifiquement révélateur, la collecte de données de Keck l’est certainement.
Un article publié en décembre dernier ont découvert l’existence possible d’une cinquième exoplanète, plus petite et plus proche de l’étoile que ses sœurs. Le candidat est estimé à environ 4 à 7 fois la masse de Jupiter, en orbite à une distance comprise entre 4 et 5 unités astronomiques, ce qui le rend plus difficile à repérer directement.
Et Wang et ses collègues travaillent dur pour analyser la lumière du système. Ils espèrent pouvoir obtenir des informations détaillées sur la composition non seulement de l’étoile, mais aussi des mondes qui l’entourent.
“En astrophysique, la plupart du temps, nous effectuons des analyses de données ou testons des hypothèses”, Wang dit.
“Mais c’est la partie amusante de la science. Cela inspire la crainte.”