Lorsqu'une étoile éclata brièvement, les astronomes savaient que c'était parce qu'une étoile plus faible était passée directement devant, agissant comme une lentille avec sa gravité pour focaliser la lumière. Les astronomes ont utilisé la puissance du télescope spatial Hubble pour trouver cette étoile sombre deux ans après l'événement de lentille. L'identification de l'étoile est essentielle, car elle permet aux astronomes de mesurer ses caractéristiques uniques, telles que la masse, la température et la composition.
Le télescope spatial Hubble de la NASA a pour la première fois identifié l'étoile mère d'une planète lointaine découverte par microlentille gravitationnelle.
La microlentille se produit lorsqu'une étoile de premier plan amplifie la lumière d'une étoile de fond qui s'aligne momentanément avec elle. Le caractère particulier du grossissement lumineux peut révéler des indices sur la nature de l'étoile de premier plan et des planètes associées. Cependant, sans identifier et caractériser de façon concluante l'étoile de premier plan, une détermination unique des propriétés de la planète qui l'accompagne est difficile.
La vision nette de Hubble est parfaitement adaptée pour identifier l'étoile parente, ou «étoile hôte», pour les planètes trouvées dans notre galaxie grâce à la microlentille. Le chef de l'équipe Hubble, David Bennett de l'Université de Notre Dame, Ind., A déclaré que "l'identification de l'étoile hôte est essentielle pour une compréhension complète des planètes découvertes par microlentille."
L'étoile hôte nouvellement découverte, cataloguée OGLE-2003-BLG-235L / MOA-2003-BLG-53L, a une planète compagnon qui a été découverte en 2003 grâce à des observations de microlentille gravitationnelles au sol. Cette technique tire parti des mouvements aléatoires des étoiles, qui sont généralement trop petits pour être remarqués sans mesures précises. Cependant, si une étoile passe précisément (ou presque précisément) devant une autre étoile, la gravité de l'étoile de premier plan agit comme une lentille géante, grossissant la lumière de l'étoile de fond.
Un compagnon planétaire autour de l'étoile de premier plan peut produire un éclaircissement supplémentaire de l'étoile de fond. Cet éclaircissement supplémentaire peut révéler la planète, qui est autrement trop faible pour être vue par des télescopes. La durée de l'événement de microlentille est de plusieurs mois, et l'éclaircissement supplémentaire dû à une planète dure de quelques heures à quelques jours. Les données de microlentille au sol avaient indiqué un système combiné d'étoiles de premier plan et d'arrière-plan plus une planète. Cependant, il a fallu l'acuité de Hubble pour discerner dans la lumière de l'étoile de fond de la bande de premier plan en faisant des observations de suivi deux ans après l'événement de la microlentille. Cela a permis une détermination définitive des caractéristiques de l'étoile mère de la planète.
Les images nettes de Hubble ont permis à l'équipe de recherche de séparer l'étoile source de fond de ses voisins dans le champ d'étoiles très encombré en direction du centre de notre galaxie. L'étoile semblait être environ 20% plus lumineuse que prévu. Cette luminosité supplémentaire est très probablement due à l'étoile de l'objectif de premier plan, qui héberge la planète. Bien que les images Hubble aient été prises près de deux ans après l'événement de lentille, la source et les étoiles de la lentille étaient encore si proches l'une de l'autre dans le ciel qu'elles apparaissaient essentiellement comme une étoile.
Néanmoins, les observations de Hubble étaient suffisamment précises pour distinguer le léger décalage dans les positions des deux étoiles. Hubble ne peut pas résoudre les deux étoiles, mais, en prenant plusieurs images à travers des filtres de couleurs différentes, la caméra avancée de Hubble pour les enquêtes peut enregistrer un décalage de couleur dans la lumière qui se chevauchent des deux étoiles. Cela est possible car l'étoile de premier plan est d'une couleur différente de l'étoile d'arrière-plan. À l'heure actuelle, l'étoile de premier plan est décalée de 0,7 milliarcseconds (la largeur angulaire d'un centime vue à 3 000 milles) de l'étoile source de fond. Les observations de suivi avec Hubble dans les années à venir devraient révéler un écart croissant entre les étoiles de premier plan et d'arrière-plan.
Les chercheurs ont noté que l'étoile hôte nouvellement découverte est plus massive et donc plus chaude que prévu pour une étoile à champ aléatoire dans notre galaxie. C'est 63% de la masse du soleil de la Terre, tandis que l'étoile moyenne n'a que 30% de la masse du soleil. L'identification de l'étoile hôte a également permis de déterminer sa distance à 19 000 années-lumière et la masse de la planète de 2,6 masses Jupiter. Les caractéristiques de l'événement de lentille montrent que la planète se trouve sur une orbite de la taille de Jupiter autour de son étoile rouge parente.
Comprendre les types d'étoiles hôtes autour desquels les planètes éloignées tournent est fondamental pour améliorer les modèles théoriques de formation des planètes. Le modèle populaire d'accrétion de noyau prédit que les planètes géantes se développent à partir de petits objets de graines rocheuses dans un disque de débris autour d'une étoile. Comme des disques plus massifs sont attendus autour d'étoiles plus massives, il s'ensuit que les planètes géantes gazeuses se formeront rarement autour d'étoiles de faible masse.
Les observations de Hubble sont cohérentes avec le modèle d'accrétion du cœur, surtout si de futures détections de microlentilles supplémentaires d'autres systèmes étoiles-planète continuent de révéler des étoiles hôtes massives pour les planètes géantes gazeuses.
Source d'origine: Communiqué de presse Hubble
