Le télescope spatial TESS a contribué à détecter une planète située à près de 40.000 années-lumière. Ce résultat repose sur le principe de la microlentille gravitationnelle, un phénomène lié à la relativité générale d’Albert Einstein.
La planète, nommée Gaia23bra b, possède une masse estimée à environ 1,6 fois celle de Jupiter. Elle tourne autour d’une étoile orange dont la masse atteint environ 80 % de celle du Soleil. Son orbite se trouve à une distance comparable à celle de Jupiter autour du Soleil. Ce type de configuration est difficile à repérer avec la méthode des transits, principalement utilisée par TESS.
Cette illustration représente Gaia23bra b, la première planète à microlentille gravitationnelle orbitant autour d'une étoile lointaine, découverte par le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA. Cette super-Jupiter orbite autour d'une naine orange à une distance comparable à celle de Jupiter au Soleil.
Centre de vol spatial Goddard de la NASA
Lorsqu’une planète passe devant son étoile, elle peut bloquer une petite partie de sa lumière. Le phénomène produit alors une baisse périodique de luminosité, recherchée par les instruments spatiaux dont TESS.
La microlentille repose sur un principe physique très différent : une étoile située au premier plan déforme l’espace-temps et amplifie temporairement la lumière d’une étoile plus éloignée située derrière elle.
La présence d’une planète autour de cette étoile-lentille en premier plan ajoute de brèves variations à l'amplification de lumière. C’est cette signature qui a permis d’identifier Gaia23bra b dans les observations disponibles. On est donc ici sur une planète détectée autour d'une étoile amplifiant la lumière d'une autre étoile.
Cette animation illustre le concept de microlentille gravitationnelle. Lorsqu'une étoile (au centre de l'animation) semble passer presque devant une autre (dans le cercle en pointillés à droite) depuis notre point d'observation, les rayons lumineux de l'étoile d'arrière-plan sont déviés par la courbure de l'espace-temps autour de l'étoile au premier plan. Cette dernière agit comme une loupe virtuelle, amplifiant la luminosité de l'étoile d'arrière-plan et décalant légèrement sa position apparente.
Si l'étoile la plus proche possède un système planétaire, ces planètes peuvent également agir comme des lentilles, chacune induisant une légère déviation de la luminosité de la source. En découvrant des planètes de cette manière, les astronomes peuvent mesurer leur masse et leur distance orbitale par rapport à leur étoile.
Crédit : Laboratoire de vol spatial Goddard/CI de la NASA
Le premier signal avait été repéré en 2023 par le satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne. Les chercheurs ont ensuite retrouvé l’événement dans les archives de TESS.
Cette découverte montre que TESS peut contribuer à la recherche de planètes par microlentille, malgré sa conception initiale consacrée aux transits. D’autres exoplanètes pourraient encore se cacher dans ses données archivées.