L’Univers a ses règles, mais 400 milliards de planètes invisibles ont décidé de le défier avec cette particularité surprenante

Le cerveau humain déteste le vide et l’incertitude, alors il crée des catégories pour y ranger tout ce qui l’entoure. Mais certains objets refusent d’entrer dans des cases et suivent leurs propres règles. C’est le cas de ces planètes qui remettent en question notre compréhension de l’Univers.

L’Univers regorge de mystères et pour mettre un peu d’ordre dans ce chaos, les scientifiques avancent des hypothèses, comparent les sources et établissent des catégories. Mais être astronome, c’est finalement se résoudre à accepter la maxime attribuée au philosophe grec Socrate par Platon : « Je ne sais qu’une chose, c’est que je ne sais rien. »

Combien de découvertes récentes – et parfois faites contre toute attente – sont-elles venues défier les modèles établis et lois cosmiques ? Nombreuses sont celles qui pourraient être citées : celles du proto-amas de galaxies le plus ancien jamais observé, des mystérieux « petits points rouges » ou encore de HD 143811 AB b, cette exoplanète aux deux soleils. Et certaines planètes ne font pas exception : elles sont même l’exception qui confirme la règle puisque leur particularité vient remettre en question notre compréhension de l’Univers.

La particularité de ces planètes défie notre compréhension de l’Univers

Si l’Univers est composé de planètes qui gravitent autour d’une étoile respective – ce que l’on appelle communément un système stellaire –, certains objets ne suivent pas cette règle : on les surnomme planètes errantes, orphelines, vagabondes ou même flottantes. Derrière ces libellés différents se cachent une même réalité : des planètes qui errent dans le cosmos, libérées de toute attache gravitationnelle à une étoile-mère.

Puisqu’elles n’orbitent autour d’aucune étoile, ces planètes orphelines à la dérive connaissent uniquement une nuit infinie – alors que les « Tatooine » de notre cosmos orbitant autour de deux étoiles en même temps profiteraient de doubles couchers de soleil. C’est cette spécificité qui, en plus de défier les modèles établis, les rend difficiles à observer : sans lumière stellaire pour les éclairer, elles se fondent dans l’obscurité du cosmos.

Des planètes extrêmement difficiles à observer… alors qu’elles seraient des milliards

L’hypothèse de l’existence d’objets libres de masse planétaire dans la Voie lactée – les planètes errantes, donc – existe depuis plus d’un siècle. Mais quelques dizaines seulement ont été identifiée avec certitude jusqu’à présent – la première, baptisée CFBDSIR2149-0403, l’ayant été en 2012.

Pourtant, notre galaxie, la Voie Lactée, en contiendrait au moins 400 milliards selon une étude parue dans la revue Nature en 2011 – ce qui signifie que les planètes orphelines pourraient être au moins aussi nombreuses que les étoiles elles-mêmes.

Le décalage entre cette estimation et la découverte effective de planètes errantes s’explique, on le disait, par la difficulté que l’on rencontre à les observer. Loin de se laisser décourager, les scientifiques ont développé plusieurs méthodes : la principale est celle de la microlentille gravitationnelle. Pour simplifier, lorsqu’un objet massif (comme une planète errante) passe devant une étoile lointaine, sa gravité engendre une variation de la luminosité de l’étoile en arrière-plan. Cette étoile devient donc plus brillante et révèle par conséquent la présence de l’objet.

Cette récente découverte pourrait enfin résoudre le mystère de leur formation

Malgré l’identification de quelques planètes orphelines, ces dernières restent auréolées de mystère. On ignore par exemple avec certitude comment elles se forment. Plusieurs hypothèses ont été formulées, mais deux sortent du lot. Première théorie : à l’instar des étoiles, ces planètes errantes se seraient formées indépendamment, en dehors de tout système solaire. Et, comme les naines brunes, elles n’auraient jamais atteint la masse critique nécessaire au déclenchement d’une fusion nucléaire.

Toutefois, notre connaissance à propos de ces planètes orphelines progresse : pour la première fois, l’une d’elles a été pesée et cette avancée vient corroborer la seconde théorie – qui est aussi la plus répandue – de formation de ces objets. En effet, mesurer la masse de ces objets est extrêmement compliqué puisque la masse et la distance sont des paramètres dégénérés : grosso modo, ils produisent le même signal ce qui empêche de les distinguer.

Mais en combinant les observations de télescopes terrestre et spatial (Gaia), les scientifiques sont parvenus à lever cette dégénérescence pour une planète détectée grâce à une microlentille gravitationnelle. Résultats : elle pèse près d’un cinquième de la masse jovienne (donc environ celle de Saturne) et est située à environ 10 000 années-lumière de nous.

Cette hypothèse corroborée, c’est celle de l’éjection planétaire : ces planètes vagabondes se seraient, elles aussi, formées au sein d’un système solaire. En revanche, leur interaction avec des étoiles ou des planètes voisines aurait conduit à leur expulsion de leur système d’origine.

Ce n’est que le début…

L’existence même de ces planètes errantes intrigue puisqu’elle défie non seulement notre compréhension de la formation stellaire, mais également celle des dynamiques stellaires. De plus, elles pourraient ouvrir la voie à de nouvelles missions liées à la quête de la vie extraterrestre.

Puisqu’on ignore encore énormément de choses à leur sujet, il n’est pas aberrant de s’interroger sur leur capacité à posséder des sources internes de chaleur, des océans souterrains, voire une température qui pourrait atteindre les 27 °C en fonction de la composition de leur atmosphère.

Une chose est sûre : de futurs télescopes, comme le Nancy Grace Roman, pourraient améliorer considérablement leur observation – et donc notre compréhension à leur sujet.