Des astronomes ont acquis pour la première fois des images de compagnons inédits de huit étoiles lumineuses en combinant les données de la mission Gaia de l’ESA avec l’instrument Gravity de l’ESO. Malheureusement, aucune exoplanète parmi ces compagnons mais cette nouvelle technique d’observation laisse à penser que l’on pourra bientôt acquérir des images de planètes en orbite proche de leur étoile hôte.
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Une équipe d'astronomesastronomes, sous la direction de Thomas Winterhalder, chercheur à l'ESO, a réalisé une prouesse technique en utilisant une méthode novatrice combinant les données du télescope spatial Gaia de l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne (ESA) et de l'instrument Gravity de l'Observatoire européen austral (ESO), installé sur le Very Large TelescopeVery Large Telescope (VLT) au Cerro Paranal, au Chili. Cette collaboration entre ces deux instruments a permis de photographier des compagnons inédits de huit étoiles brillantes, ouvrant la voie à la possibilité de capturer des images de planètes en orbite proche de leur étoile.
Afin de surmonter le défi de photographier des objets près d'étoiles lumineuses, les astronomes ont exploité le catalogue Gaia répertoriant des centaines de milliers d'étoiles soupçonnées d'avoir un compagnon. Bien que ces objets ne soient pas directement visibles par GaiaGaia en raison de leur faible luminositéluminosité, leur présence provoque de minuscules oscillations sur la trajectoire des étoiles hôtes les plus brillantes, détectables uniquement par Gaia. Dans ce catalogue, l'équipe a identifié huit étoiles cibles ensuite observées par Gravity, l'interféromètre avancé du VLT capable de capturer des détails minuscules d'objets faibles en combinant la lumière infrarouge de différents télescopestélescopes.
Découverte d'objets inconnus
La collaboration entre Gaia et Gravity a révélé le signal lumineux de ces huit compagnons prédits, dont sept étaient jusque-là inconnus, parmi lesquels des naines brunes et des étoiles peu brillantes. Trois de ces compagnons sont de petites étoiles peu lumineuses, tandis que les cinq autres sont des naines brunesnaines brunes, des objets célestes intermédiaires entre les planètes et les étoiles. C'est-à-dire des objets plus massifs que la plus lourde des planètes mais plus légers et plus pâles que la plus légère des étoiles.
Le saviez-vous ?
L'instrument Gravity fonctionne en bande K, entre 2 et 2,5 micromètres. Cette plage spectrale est très éloignée du domaine du visible avec lequel nous sommes familiers (de 0,4 à 0,8 micromètre), ce qui explique pourquoi les images capturées par Gravity sont si différentes de ce que nous observons habituellement. En fonctionnant dans la bande K du proche infrarouge, Gravity peut révéler des détails et des phénomènes astronomiques qui ne seraient pas accessibles en lumière visible, offrant ainsi une perspective unique sur l'Univers.
Point intéressant, l'une des naines brunes repérées dans cette étude orbite autour de son étoile hôte à une distance similaire à celle séparant la Terre et le SoleilSoleil, marquant ainsi une première observation directe d'une naine brune aussi proche de son étoile hôte. Cette réussite témoigne de la remarquable synergiesynergie entre Gaia et Gravity : Gaia identifie les systèmes étroits hébergeant une étoile et un compagnon caché, tandis que Gravity parvient à imager avec une précision inégalée ces objets plus petits et faibles. Pour thomas Winterhalder, cette observation a permis de « démontrer qu'il est possible de capturer une image d'un compagnon faible, même lorsqu'il orbite très près de son hôte brillant ». Pour illustrer l'exploit technique réalisé par cette observation, imaginez qu'il serait équivalent à distinguer une pièce de un euro depuis une distance de 100 kilomètres !
“Cette observation a permis de démontrer qu'il est possible de capturer une image d'un compagnon faible, même lorsqu'il orbite très près de son hôte brillant”
En combinant les données de Gaia et de Gravity, les scientifiques ont pu déterminer individuellement la massemasse des objets compagnons et des étoiles et évaluer l'âge des compagnons, révélant des résultats surprenants concernant deux des naines brunes qui se sont révélées moins lumineuses que ce à quoi on pourrait s'attendre compte tenu de leur taille et de leur âge. Une explication possible à cela pourrait être que les naines elles-mêmes ont un compagnon encore plus petit.
Le pari d'imager des exoplanètes proches de leur étoile
Cette complémentarité a également permis d'identifier des détections potentielles de planètes compagnes des étoiles répertoriées dans le catalogue Gaia. Après avoir démontré la puissance de l'ensemble Gaia-Gravity, les astronomes sont maintenant impatients de traquer les compagnons planétaires potentiels des étoiles répertoriées dans le catalogue Gaia.
Concernant les exoplanètesexoplanètes, cette étude ouvre la voie à la détection directe de planètes en orbite autour des étoiles répertoriées dans le catalogue Gaia. La capacité de Gaia à repérer de petits mouvementsmouvements dans le ciel promet des avancées futures dans la recherche d'exoplanètes et l'exploration de nouveaux mondes lointains. La « capacité de déceler les mouvements infimes de paires proches dans le ciel est unique à la mission Gaia. Le prochain catalogue, qui sera disponible dans le cadre de la quatrième livraison de données (DR4), contiendra une collection encore plus riche d'étoiles avec des compagnons potentiellement plus petits », remarque Johannes Sahlmann, responsable scientifique de Gaia à l'ESA. « Cette étude offre donc de nouvelles perspectives dans la recherche de planètes dans notre GalaxieGalaxie et ouvre la voie à la découverte de nouveaux mondes lointains », conclut l'astronome.
