D'étranges signaux radio provenant de quatre étoiles pourraient révéler des planètes inconnues

Pour les astronomesastronomes professionnels, la chasse aux exoplanètes ne s'arrête jamais. Une équipe conjointe de chercheurs de l'Université du Queensland (Australie) et de l'Institut de radioastronomie des Pays-Bas (Astron) a annoncé avoir découvert et étudié des signaux radios émanant de 19 étoiles dans la galaxie. Quatre de ces astres pourraient bien dissimuler des exoplanètes. Les scientifiques se sont appuyés sur les données du radiotélescope Lofar (Low-Frequency Array), basé au Pays-Bas, qui a recueilli pendant plusieurs semaines ces mystérieux signaux radio.

Le radiotélescope Lofar, implanté aux Pays-Bas, peut capter des signaux émis jusqu'à 160 années-lumière de la Terre. © Astron

Perturbations du champ magnétique

Le réseau Lofar a donc pointé son attention vers 19 naines rouges se situant dans un périmètre de 160 années-lumière autour de la Terre. Ces étoilesétoiles sont abondantes dans notre Voie lactéeVoie lactée, composant entre 80 et 85 % de la population d'astres observables. Les naines rouges font partie du type spectral M, catégorie spécifique aux étoiles de couleurcouleur rouge, et ont une massemasse solaire (M☉) comprise entre 0,4 et 0,075 M_☉, tandis que leur luminositéluminosité n'atteint que 10 % de celle du SoleilSoleil et que la chaleurchaleur en surface est inférieure à 4.000 kelvinskelvins (soit 3.727 °C).

L'activité solaire des naines rouges et la puissance de leurs champs magnétiqueschamps magnétiques s'avèrent néanmoins bien plus élevées que celles d'autres astres. En 2015, des chercheurs publiaient un article rapportant le résultat d'observations de l'étoile TVLM 513-46546, située dans la constellationconstellation du Bouvier, par le radiotélescope Alma (Altacama Large Millimeter/submillimeter Array). Cette dernière, dont la masse n'excède pas 8 % de celle du Soleil, possède un champ magnétique des centaines de fois plus puissant que celui de notre étoile. 

Représentation de « superflares », énormes éruptions solaires émises d'une naine rouge. © Nasa, ESA, D. Player

Le même cas de figure s'applique pour les astres récemment observés par le Lofar, mais les signaux de quatre des naines rouges se montrent différents. La raison pourrait être la présence de corps planétaires ayant une orbiteorbite très proche de ces étoiles : l'interaction entre les champs magnétiques des exoplanètes et les vents solairesvents solaires déboucherait sur de fortes émissionsémissions d'ondes captées par le radiotélescope. Pour comprendre ce phénomène, les chercheurs de l'Astron et de l'Université du Queensland se basent sur les travaux de James O'Donoghue, planétologue ayant notamment étudié le fonctionnement des champs magnétiques de Jupiter et Saturne.

Le cas de Jupiter et Saturne pour interpréter les signaux radio 

L'étude menée par le Dr. O'Donoghue, publiée en août 2021, détaille que les aurores boréalesaurores boréales observables au niveau des pôles sur JupiterJupiter et SaturneSaturne émanaient en grande partie des interactions entre le champ magnétique des géantes avec deux de leurs luneslunes : IoIo, orbitant autour de Jupiter, et EnceladeEncelade autour de Saturne. Les perturbations induites par le contact entre les particules projetées depuis la surface volcanique de Io et la magnétosphèremagnétosphère de Jupiter mènent à la naissance d'aurores boréales et à l'émission d'importants signaux radio. Les astrophysiciensastrophysiciens se sont basés sur ces observations pour théoriser la présence d'exoplanètes en observant des émissions plus puissantes provenant des naines rouges. En 2020, cette méthode avait permis la potentielle détection d'une planète orbitant autour de l'étoile GJ 1151, située à 26 années-lumière.

Aurore boréale au pôle nord de Jupiter. © Nasa, ESA, J. Nichols

Les astronomes ont cependant précisé que l'on ne pouvait affirmer avec certitude la présence d'exoplanètes autour de ces naines rouges. Pour en savoir plus, il faudra attendre de plus amples observations et l'utilisation rigoureuse de techniques de détection telles que les méthodes dites de transittransit ou encore de vitessesvitesses radiales, par des instruments tels que le télescope spatial Tess (Transiting Exoplanet Survey SatelliteTransiting Exoplanet Survey Satellite).