Illustration d'un artiste de l'exoplanète Kepler-1625b avec sa supposée lune, qui est à peu près de la taille de Neptune.
(Image: © Dan Durda)
Le premier candidat sérieux à l'exomoon est probablement le cœur capturé d'une planète bébé géante, si le monde exotique existe bel et bien, suggère une nouvelle étude.
En octobre 2018, les astronomes de l'Université de Columbia, Alex Teachey et David Kipping, ont annoncé qu'ils avaient repéré des preuves d'un Monde de taille Neptune encerclant Kepler-1625b, une énorme planète extraterrestre située à environ 8 000 années-lumière de la Terre.
C'était une grande nouvelle: s'il était confirmé, le nouveau monde, connu sous le nom de Kepler-1625b-i, serait la première lune jamais découverte au-delà de notre système solaire. Mais la confirmation s'est avérée difficile.
Teachey et Kipping ont souligné à l'époque que la détection, effectuée à l'aide des observations des télescopes spatiaux Kepler et Hubble de la NASA, était provisoire. Une autre équipe de recherche s'est depuis opposée à l'existence de Kepler-1625b-i, et une autre encore a souligné que les données n'étaient pas concluantes à ce stade. Donc, un an plus tard, Kepler-1625b-i reste candidat plutôt qu'un monde de bonne foi.
Ce statut n'a pas empêché d'autres scientifiques d'essayer de comprendre comment le potentiel exomoon est venu à être, cependant. En effet, une nouvelle étude a abordé cette question et a trouvé une réponse intrigante.
Origines troubles
Les astronomes pensent que Kepler-1625b-i est environ 10 fois plus massif que la Terre, et l'objet semble orbiter autour de sa planète mère semblable à Jupiter à une distance moyenne de 1,9 million de miles (3 millions de kilomètres).
Kepler-1625b-i a donc probablement "une masse et un moment angulaire bien supérieurs à tout ce qui est vu dans les satellites des planètes du système solaire", a écrit Bradley Hansen, de l'Institut Mani L. Bhaumik de physique théorique de l'UCLA, dans la nouvelle étude, qui a été publié en ligne aujourd'hui (2 octobre) dans la revue Avancées scientifiques.
"Les paramètres de Kepler-1625b-i sont comparables à ceux des planètes récemment découvertes en orbite près des étoiles de faible masse", a écrit Hansen. "Il n'est donc pas évident que Kepler-1625b-i se soit formé de manière similaire aux lunes du système solaire."
Les grandes lunes de Jupiter, par exemple, a probablement fusionné à partir d'un disque de matériel qui a fait le tour de la planète nouveau-née il y a longtemps. Mais le travail de modélisation suggère que le Kepler-1625b-i est trop gros pour s'être formé de cette façon, a déclaré Hansen.
Il est possible que le candidat à l'exomoon soit une ancienne planète qui a été capturée par gravitation par Kepler-1625b, qui est deux fois plus massive que Jupiter. Mais cela ne semble pas fonctionner non plus; "Tous les scénarios qui assemblent ou capturent Kepler-1625b-i après que la planète hôte se soit formée souffrent du problème de produire des lunes trop petites ou trop proches", a écrit Hansen.
Son nouveau travail de modélisation suggère plutôt que la capture a eu lieu beaucoup plus tôt, peu de temps après la naissance des deux corps. Les deux objets en croissance occupaient probablement le même voisinage orbital - un espace à environ une unité astronomique (AU) de l'étoile hôte. (Un UA est la distance moyenne Terre-soleil - environ 93 millions de miles, ou 150 millions de kilomètres.)
Dans ce scénario, le noyau planétaire devenu Kepler-1625b a englouti plus de gaz que son voisin, cimentant à jamais sa domination dans la relation.
"La façon dont fonctionne l'accrétion de gaz, c'est une fonction très importante de la masse", a déclaré Hansen à Space.com.
"Si vous prenez un peu d'avance, vous commencez à accumuler beaucoup plus rapidement, et c'est donc essentiellement une situation gagnant-gagnant", at-il ajouté. "L'un d'eux a capturé tout le gaz à proximité et est devenu le géant du gaz. Celui qui traînait un peu s'est coincé à ce stade central et, en raison de la gravité accrue [de son voisin], a été abattu pour devenir le Satellite."
Même dans cet état de retard de croissance, Kepler-1625b-i aurait probablement accumulé tellement de gaz qu'il n'est pas un bon analogue de la planète terrestre, a déclaré Hansen. Ainsi, même si l'exomoon potentielle réside dans la zone habitable de son étoile hôte - la gamme de distances où l'eau liquide pourrait exister à la surface du monde - Kepler-1625b-i n'est probablement pas un excellent candidat pour une vie semblable à la Terre.
Un événement courant?
Des éléments de ce scénario peuvent avoir joué dans notre propre cou des bois cosmiques, a déclaré Hansen.
Par exemple, il est possible que Neptune et Uranus sont des Protocores géants gazeux qui sont nés dans le royaume de Jupiter et de Saturne. Ces deux derniers mondes ont pris de l'avance, selon l'idée, et, plutôt que de capturer par gravitation Neptune et Uranus, ont lancé le duo vers leurs lieux actuels.
En effet, ce processus peut aider à expliquer l'abondance des mondes de masse de Neptune dans la galaxie de la Voie lactée, qui semble dépasser celle prédite par les modèles traditionnels de formation de planète, a déclaré Hansen.
"Si nous commençons à prendre en compte le fait que plusieurs cœurs peuvent interagir à peu près aux mêmes endroits, il se peut que tout le monde ne soit pas une planète géante", a-t-il déclaré. "C'est peut-être cette course contre la montre."
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