Première confirmation d’une planète sans étoile hôte par microlentillage gravitationnel
Grâce aux données de la mission européenne Gaia et d’observations au sol, des scientifiques ont découvert, mesuré la masse et la distance de la première planète errante dans la Voie Lactée, c’est-à-dire un objet de masse planétaire sans étoile hôte associée.
Concept artistique d’une planète libre focalisant la lumière d’une étoile lointaine. © J. Skowron / OGLE
La planète contient environ un cinquième de la masse de Jupiter, et est située à un peu moins de 10 000 années-lumière de la Terre, vers le centre de notre galaxie. Cette taille suggère qu’il s’est très probablement formé dans le cadre d’un système planétaire, avant d’être exilée par une partie de billard gravitationnel.
Une détection difficile
On trouve souvent des planètes en orbite autour d’une étoile ou d’un groupe de plusieurs étoiles. Cependant, il a également été observé que les planètes dérivent indépendamment sans système stellaire associé connu. Ces objets célestes, appelés planètes flottantes ou errantes, sont souvent difficiles à détecter car ils n’émettent pas suffisamment de lumière pour être repérés à travers les télescopes actuels.
En 2021, utilisant les données de plusieurs télescopes de l’Observatoire Européen Austral (ESO) et des données du télescope spatial Gaia, des astronomes ont découvert au moins 70 nouvelles planètes errantes dans notre galaxie.
Dans les quelques millions d’années qui suivent leur formation, ces planètes sont encore suffisamment chaudes pour briller, ce qui les rend directement détectables par les caméras sensibles des grands télescopes. Mais pour la plupart des planètes errantes, il faut procéder différemment.
Depuis 1992, les astronomes polonais de l’Université de Varsovie du projet OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) surveillent des millions d’étoiles pour détecter des phénomènes de microlentillage gravitationnel.
La microlentille gravitationnelle est un phénomène astronomique causé par l’effet de lentille gravitationnelle : Un objet massif (l’étoile-lentille) se place temporairement devant une étoile lointaine (la source), courbant son espace-temps et amplifiant la lumière de cette source observée depuis la Terre. L’alignement précis provoque une hausse transitoire de luminosité, formant une courbe de lumière caractéristique détectable par photométrie. Contrairement aux lentilles gravitationnelles classiques (fortes ou faibles), le microlentillage ne résout pas d’images multiples mais mesure cette amplification indépendante de la longueur d’onde.
Ces astronomes ont découvert plusieurs milliers de phénomènes de microlentilles gravitationnelles à différentes échelles de temps, de quelques heures à des centaines de jours, basés sur plusieurs années d’observations intensives d’environ 50 millions d’étoiles vers le centre de la Voie Lactée.
Lors d’observations depuis la Terre en 2023 d’un bref phénomène astronomique provoqué par microlentille gravitationnelle, nommé OGLE-2023-BLG-0524, et l’analyse de données du télescope spatial Hubble de 1997, ils ont découvert l’un des candidats de planète errante.
Malheureusement, des informations sur la distance de la lentille par rapport à l’observateur sont nécessaires pour déterminer directement la masse d’une planète, ce qui, dans le cas d’observations depuis la Terre, n’est possible que dans des cas exceptionnels et extrêmement rares. Les objets découverts sont donc restés candidats car, selon leur distance inconnue, leurs masses pourraient être soit plus grandes (dépassant même les masses des objets considérés comme des planètes) soit plus petites. Actuellement, il y a déjà une douzaine de candidats de ce type. Le moins massif avait peut-être même la masse de Mars.
Une détection exceptionnelle
Publiée le 1er janvier 2026 dans la revue Science, l’étude décrit la découverte de la première planète errante massive.
Le 3 mai 2024, un événement de microlentillage nommé KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516 a été observé par les télescopes du réseau coréen KMTNet (en Australie, en Afrique du Sud et au Chili) et du télescope du projet OGLE situé à l’observatoire de Las Campanas au Chili. La forme des changements de luminosité de la microlentille correspondait aux changements prédits causés par une planète sans étoile.
Ce phénomène a également été observé par le télescope spatial Gaia six fois sur une période de 16 heures, avec un peu de décalage en raison de sa position à l’époque à 1,5 million de kilomètres de la Terre.
La parallaxe mesurée entre la Terre et Gaia a permis de calculer précisément la distance (9785 années-lumière) et la masse de l’objet : 0,22 masse de Jupiter (environ 70 masses terrestres, proche de Saturne), sans étoile hôte dans un rayon de 20 UA.
Contexte et Importance
Les planètes libres sont des mondes éjectés de leur système stellaire, voyageant seules dans l’espace interstellaire, potentiellement plus nombreuses que les planètes orbitant autour d’étoiles. Leur détection est cruciale pour comprendre la formation et l’évolution des systèmes planétaires, prouvant la diversité du cosmos au-delà de notre Système solaire.
Grâce au télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA qui doit être lancé en 2027 et qui balayera le ciel 1 000 fois plus vite que Hubble, ou la mission Earth 2.0, un télescope spatial chinoise dédié à la recherche d’exoplanètes similaires à la Terre, ou le télescope européen Plato qui doit décoller fin 2026, on découvrira peut-être plus rapidement des planètes errantes.
Sources principales : https://www.uw.edu.pl/planety-swobodne-samotni-wedrowcy-w-drodze-mlecznej/ et https://www.sciencealert.com/astronomers-measure-the-mass-of-a-planet-with-no-star-for-the-first-time
Image de couverture : d’une planète agissant comme une lentille gravitationnelle pour une étoile d’arrière-plan. © J. Skowron, K. Ulaczyk / OGLE
