Le Very Large Telescope de l'ESO a repéré un objet inédit en orbite autour d'une naine brune du système CD-35 2722. Baptisé exosatellite par les chercheurs, il pourrait devenir le premier exomoon officiellement détecté hors de notre Système solaire.
L'Observatoire européen austral (ESO) vient d'annoncer une découverte qui bouscule les repères de l'astronomie. Son Very Large Telescope (VLT) a repéré, dans le système CD-35 2722, un objet aussi massif que Jupiter, trahi par d'infimes vacillements gravitationnels. L'équipe internationale à l'origine de cette trouvaille, menée par un étudiant de l'ESO, est formelle : il ne s'agit ni d'une vraie lune, ni d'une planète classique, puisqu'il orbite une naine brune, un astre trop lourd pour être une planète, mais pas assez massif pour devenir une étoile, et qui est elle-même satellite de CD-35 2722. De quoi donner du fil à retordre aux chercheurs chargés de le nommer.
Une « lune » sans planète a été repérée par le télescope de l'ESO
Pour bien comprendre le système dont nous parle l'ESO, imaginez trois poupées russes célestes, chacune en orbite autour de la précédente. Tout en haut, nous avons l'étoile CD-35 2722, jeune astre pesant environ la moitié de la masse du Soleil. Autour d'elle tourne une naine brune, un astre raté, trop gros pour être une simple planète mais trop léger pour s'être un jour allumé comme une véritable étoile, avec plus de trente fois la masse de Jupiter. Et c'est autour de cette naine brune, et non de l'étoile elle-même, que gravite notre mystérieux invité, au moins aussi massif que Jupiter à lui seul.
Kevin Hoy, étudiant à l'ESO et auteur principal de l'étude publiée le 22 juillet, décrit ce système comme « super bizarre », comparé au nôtre. Il va jusqu'à comparer l'objet à un troisième larron qui donnerait presque envie de l'appeler lune, même s'il n'a rien à voir avec les petits corps rocheux qui gravitent dans notre Système solaire. L'autre complication, et pas des moindres, est qu'il n'existe à ce jour aucune définition officiellement reconnue du terme « exomoon », ce qui laisse le champ libre aux interprétations.
Pour débusquer ce troisième larron, les chercheurs ont utilisé CRIRES+, installé sur le Very Large Telescope au Chili, avec la méthode des vitesses radiales. Le principe est simple à imaginer : l'objet, en orbitant la naine brune, exerce sur elle une attraction gravitationnelle qui la fait légèrement vaciller, un peu comme une danseuse tirée par le poignet. Ce mouvement de va-et-vient étire puis compresse la lumière émise par la naine brune, un peu comme le son d'une sirène qui change de tonalité en s'approchant ou en s'éloignant, c'est le fameux effet Doppler. En l'observant, les astronomes peuvent ainsi deviner la présence d'un objet invisible. C'est ce même procédé qui avait permis, dès 1995, la toute première détection d'une exoplanète autour d'une étoile semblable au Soleil.
Vers une nouvelle définition de la lune ?
Alice Zurlo, directrice du programme YEMS et coautrice de l'étude, parle d'un vrai casse-tête scientifique. Elle décrit l'objet comme un corps gazeux géant, en orbite autour d'un compagnon nettement plus massif que lui. Dans le Système solaire, la frontière entre étoiles, planètes et lunes est claire. Mais autour de CD-35 2722, ces catégories se brouillent complètement, ce qui oblige les astronomes à repenser leurs classifications habituelles pour décrire ce genre d'architecture inédite.
Ce n'est pas faute d'avoir cherché. Malgré plus de 6 000 exoplanètes recensées à ce jour, aucun exomoon n'avait jusqu'ici été confirmé avec certitude, seuls quelques candidats ayant émergé au fil des années, avec des preuves toujours fragiles. Il y a quelques mois à peine, une équipe dirigée par Quentin Kral avait rapporté des indices similaires dans le système HD 206893, grâce à l'interféromètre du VLT, sans toutefois obtenir de détection ferme. Pour Alice Zurlo, CD-35 2722 marque la toute première preuve plausible d'un exosatellite, malgré le caractère très singulier du système.
Reste évidemment à confirmer officiellement cette découverte, mais l'enthousiasme est palpable du côté de l'équipe. Au-delà de la curiosité taxonomique, détecter des satellites autour d'autres systèmes planétaires pourrait aussi éclairer les astronomes sur la diversité des processus de formation et d'évolution à l'œuvre dans l'Univers. Et la suite s'annonce encore plus prometteuse, car l'Extremely Large Telescope de l'ESO, dont le miroir de 39 mètres entrera en service prochainement, devrait permettre de traquer des exolunes bien plus petites, de quoi ouvrir un nouveau chapitre pour l'astronomie, et sans doute, une nouvelle salve de casse-têtes lexicaux.
