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C’est quoi la méthode de microlentille gravitationnelle ?

Crédits : Wikimedia Commons / ESA/Hubble & NASA

La chasse aux planètes extra-solaires s’est accentuée au cours de la dernière décennie, notamment grâce aux améliorations apportées à la technologie et à la méthodologie. L’un des dispositifs les plus couramment utilisés pour détecter indirectement les exoplanètes est connu sous le nom de microlentille gravitationnelle.

Il s’agit ici d’une version réduite de la lentille gravitationnelle. Prenons par exemple une étoile très lointaine de notre système solaire. Si elle s’aligne avec un objet massif – la lentille – et avec la Terre, les rayons lumineux de celle-ci vont se courber et être déviés par l’objet à cause de son champ gravitationnel. Depuis la Terre, on pourra observer des arcs lumineux et des effets d’optiques tels que la déformation, le grossissement ou la multiplication de l’image ou encore l’augmentation de la lumière apparente de l’étoile. C’est une lentille gravitationnelle.

On appelle une microlentille une planète, car elle n’émet pas ou très peu de lumière. Dans ce cas, reprenons l’exemple précédent. Si l’objet massif est une étoile accompagnée d’une exoplanète, la lumière de la première étoile va être courbée par le champ gravitationnel de la seconde, puis par celui de l’exoplanète. En d’autres termes, la lumière de l’étoile lointaine va être amplifiée par le passage de l’étoile puis par celui de l’exoplanète.

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Ces occurrences sont brèves mais abondantes, car la Terre et les étoiles de notre galaxie se déplacent toujours les unes par rapport aux autres. Au cours de la dernière décennie, plus d’un millier de tels événements ont été observés. La méthode est par ailleurs la plus efficace lorsque l’on cherche des planètes vers le centre de la galaxie, car le renflement galactique fournit un grand nombre d’étoiles de fond.

Alors que la méthode de vitesse radiale est efficace pour détecter des planètes jusqu’à 100 années-lumière de la Terre, et que la photométrie de transit peut détecter des planètes à des centaines d’années-lumière, la microlentille peut trouver des planètes à des milliers d’années-lumière. Elle est par ailleurs la plus efficace pour détecter des planètes telluriques situées à entre 1 et 10 unités astronomiques (UA) d’étoiles semblables au Soleil. En outre, les enquêtes de microlentilles peuvent être efficacement montées en utilisant des installations au sol. Comme la photométrie de transit, la méthode de microlentilles bénéficie du fait qu’elle peut être utilisée pour étudier simultanément des dizaines de milliers d’étoiles.

Petit bémol cependant : parce que les événements de microlentilles sont uniques et ne peuvent se répéter, les planètes détectées à l’aide de cette méthode ne sont ensuite plus observables. De plus, les planètes découvertes ont tendance à être très lointaines, ce qui rend les investigations de suivi quasiment impossibles. Cela fait de la microlentille un bon outil de détection d’éventuelles exoplanètes, mais un très mauvais moyen de le confirmer.

Crédits : LoganArt / Pixabay

Un autre problème avec la microlentille est qu’elle est sujette à une marge d’erreur considérable lorsque l’on impose des contraintes sur les caractéristiques d’une planète. Par exemple, les enquêtes de microlentilles ne peuvent produire que des estimations approximatives de la distance d’une planète, laissant des marges d’erreur importantes. Cela signifie que les planètes situées à des dizaines de milliers d’années-lumière de la Terre produiraient des estimations de distance avec une marge de plusieurs milliers d’années-lumière.

La microlentille est également incapable de fournir des estimations précises de la taille d’une planète, et les estimations de masse sont sujettes à des contraintes faibles. Les propriétés orbitales sont également difficiles à déterminer, car la seule caractéristique orbitale pouvant être directement déterminée avec cette méthode est l’axe semi-majeur actuel de la planète. En tant que telle, la planète avec une orbite excentrique ne sera détectable que – quand elle est loin de son étoile – pour une petite partie de son orbite.

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Brice Louvet

Rédigé par Brice Louvet

Brice est un journaliste passionné de sciences. Ses domaines favoris : l'espace et la paléontologie. Il collabore avec Sciencepost depuis près d'une décennie, partageant avec vous les nouvelles découvertes et les dossiers les plus intéressants.