planète naine blanche
Vue d'artiste de J0337+1715 et de ses deux naines blanches en orbite, l'une proche et l'autre beaucoup plus éloignée. La planète suspectée serait trop petite et trop éloignée pour être visible. Crédits : NRAO/AUI/NSF ; S Dagnello

Rarissime découverte d’une planète minuscule autour d’un pulsar

Dans un coin de l’univers, une découverte surprenante pourrait bien remettre en question nos connaissances sur les planètes et la gravité. Des astronomes ont récemment mis en évidence des preuves de l’existence d’une planète extrêmement légère en orbite autour du pulsar PSR J0337+1715. Cette planète, dont la masse serait à peine la moitié de celle de la Lune, pourrait être la plus petite jamais détectée en dehors de notre système solaire. Si cette découverte se confirme, elle offre non seulement un aperçu fascinant des systèmes stellaires extrêmes, mais elle pourrait aussi redéfinir ce que nous savons sur la formation et la survie des planètes dans des conditions extrêmes.

Qu’est-ce qu’un pulsar ?

Un pulsar est un type d’étoile à neutrons, une forme extrême de matière issue de l’effondrement d’une étoile massive en fin de vie après une explosion de supernova. Lorsque cette étoile explose, elle laisse derrière elle un noyau extrêmement dense constitué presque uniquement de neutrons. Ce noyau compresse une masse équivalente à celle du Soleil dans un volume à peine plus grand qu’une ville, ce qui en fait un objet incroyablement dense.

Les pulsars sont connus pour leur rotation rapide, parfois plusieurs centaines de fois par seconde, ce qui génère un champ magnétique intense. Ces étoiles émettent des impulsions régulières d’ondes radio ou de lumière, similaires à des signaux d’un phare, créés par des faisceaux de radiation projetés au niveau de leurs pôles magnétiques. Lorsque ces faisceaux balayent la Terre, nous percevons ces signaux comme des impulsions régulières, d’où leur nom de « pulsar ».

PSR J0337+1715, situé à environ 1 000 années-lumière de la Terre, est un pulsar particulièrement fascinant. Il se distingue par sa présence dans un système binaire complexe, où il gravite non pas autour d’une seule étoile, mais de deux naines blanches (des étoiles mortes ayant épuisé leur carburant nucléaire et n’ayant plus la capacité d’effectuer des réactions de fusion).

La découverte de la planète

La découverte de cette petite planète n’a pas été immédiate. Elle repose sur l’étude minutieuse des impulsions radio émises par le pulsar. Ces dernières, qui sont très régulières, peuvent être affectées par la présence d’autres objets en orbite. Le Dr Guillaume Voisin et son équipe du CNRS ont observé des variations dans l’intervalle entre ces impulsions, ce qui a suscité des soupçons concernant l’existence d’un petit corps en orbite autour du pulsar.

Les astronomes estiment que cette planète pourrait avoir une masse équivalente à environ 0,4 % de celle de la Terre, soit à peu près la moitié de la masse de la Lune. Si cette estimation se vérifie, elle ferait de cette planète l’une des plus légères jamais découvertes en dehors de notre système solaire. Sa taille se situerait dans l’écart entre Pluton et Mercure, redéfinissant potentiellement la manière dont nous concevons les planètes dans des systèmes stellaires extrêmes.

pulsar planète
Illustration d’un pulsar. Crédits : Pitris

Un défi pour la survie

L’existence de cette planète est d’autant plus étonnante quand on considère les conditions difficiles dans lesquelles elle évolue. Pour qu’une planète survive dans un système de pulsar, elle doit en effet avoir traversé un parcours semé d’embûches. Les pulsars sont créés après l’explosion d’une supernova, un événement catastrophique qui éjecte souvent toute matière avoisinante dans l’espace. De plus, le système de PSR J0337+1715 est constitué de trois objets extrêmement denses et compacts : un pulsar et deux naines blanches qui ont survécu à une phase d’expansion de géantes rouges. Il est donc impressionnant qu’une planète ait pu se maintenir stable et en orbite dans un tel environnement.

Les scientifiques pensent que la planète pourrait s’être formée récemment à partir des débris créés lors des événements cataclysmiques qui ont façonné ce système stellaire complexe.

Pourquoi cette découverte est-elle importante ?

La découverte de cette planète, dont les détails sont publiés dans la revue Astronomy and Astrophysics, est cruciale non seulement pour l’astronomie, mais aussi pour notre compréhension des lois fondamentales de la physique. Le système de PSR J0337+1715 est un laboratoire naturel où la relativité générale d’Einstein peut être testée avec une précision inégalée. Les scientifiques utilisent les variations dans les impulsions radio pour vérifier si le pulsar et la naine blanche plus proche réagissent de manière identique à la gravité de la naine blanche la plus éloignée. Cela permet de tester si la théorie d’Einstein, qui prédit que tous les objets tombent à la même vitesse dans un champ gravitationnel, s’applique à des corps ayant des masses différentes dans un environnement extrême.

À ce jour, la relativité générale a résisté à l’épreuve du temps, et les résultats obtenus grâce à ce système confirment les prédictions d’Einstein avec une précision de l’ordre du millionième. Toutefois, la présence de la petite planète pourrait modifier ces résultats et ouvrir de nouvelles perspectives sur des théories alternatives de la gravité.

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.