Planète errante : définition, exemples et habitabilité

Les planètes errantes sont des corps célestes qui voyagent dans l'espace sans être attachées et liées par la gravité à une étoile. À la différence des planètes traditionnelles, qui orbitent autour d'une étoile, ces mondes flottent en toute liberté dans la galaxie comme s'il s'agissait d'îles solitaires vaguant dans la vide cosmique.

Bien qu'elles aient des caractéristiques différentes les unes des autres, elles ont toutes des caractéristiques communes :

• Absence de lumière propre : comme les planètes communes, ces objets ne génèrent pas leur propre lumière, mais reflètent la lumière d'autres sources, comme celle des étoiles lointaines ou celle de la faible lueur du milieu interstellaire. Elles sont donc très dures à détecter.
• Faibles températures : comme elles ne comptent pas sur le rayonnement d'une étoile proche, les planètes errantes sont généralement très froides. Certaines peuvent par contre générer une certaine chaleur interne grâce à la désintégration radioactive ou la pression exercée dans son noyau.
• Possible habitabilité : même si elles semblent être des environnements inhospitaliers, certains scientifiques ont suggéré que certaines planètes errantes pourraient héberger des océans souterrains sous d'épaisses couches de glace. En théorie, cela pourrait permettre l'existence d'un certain type de vie.

Même si les planètes errantes ne sont pas liées à une étoile, les astronomes ont proposé plusieurs théories pour expliquer leur origine. De manière générale, on estime que ces corps peuvent se former de deux manières principales : à partir de systèmes planétaires qui les expulsent ou comme des objets indépendants dans l'espace interstellaire.

Expulsion d'un système planétaire

L'hypothèse la plus couramment acceptée suggère que la plupart des planètes errantes naissent dans des systèmes stellaires comme le font les planètes normales, mais qu'elles sont ensuite expulsées par des interactions gravitationnelles. Ce processus peut se produire pour différentes raisons :

• Interactions avec d'autres planètes : quand un système a plusieurs grandes planètes, les forces gravitationnelles peuvent déstabiliser les orbites. Si deux planètes ou plus s'approchent trop l'une des autres, l'une peut finir par se trouver lancée dans l'espace interstellaire. Ce phénomène est plus probable dans des systèmes qui comptent sur des géantes gazeuses, comme Jupiter, qui exercent une forte influence gravitationnelle.
• Passage d'une étoile proche : si une étoile passe proche d'un système planétaire, sa gravité peut altérer les orbites des planètes, expulsant certaines d'entre-elles. Ces rencontres stellaires sont peu courantes, mais elles peuvent se produire dans des amas d'étoiles denses.
• Mort d'une étoile mère : quand une étoile massive a consommé la totalité de son combustible, elle peut exploser en supernova ou s'effondrer en naine blanche. Cet événement violent peut altérer les orbites planétaires, libérant certaines planètes dans l'espace.

Formation directe dans l'espace interstellaire

Une autre possibilité est que certaines planètes errantes se forment de manière indépendante, sans être liées à une étoile depuis sa genèse. Ce processus est similaire à la naissance des étoiles, mais avec quelques différences essentielles :

• Effondrement des nuages de gaz et de poussières : dans l'espace, il existe d'énormes nuages de gaz et de poussières qui, dans certaines conditions, peuvent s'effondrer sous l'effet de la gravité. Si la matière n'est pas suffisante pour former une étoile, elle peut donner naissance à un objet plus petit, comme une naine brune ou une planète errante.
• Échecs de la formation d'étoiles : parfois, lors de la naissance d'une étoile, une partie de la matière se fragmente en objets plus petits qui ne parviennent pas à accumuler suffisamment de masse pour déclencher la fusion nucléaire. Ces objets peuvent devenir des planètes errantes ou des naines brunes.

Même si détecter des planètes errantes est un véritable défi à cause de leur manque de lumière propre, les astronomes ont identifié plusieurs candidates grâce à des techniques avancées à l'aide de techniques avancées telles que la microlentille gravitationnelle et l'observation infrarouge. Voici quelques exemples remarquables :

CFBDSIR 2149-0403

Cette planète est associée au groupe stellaire en mouvement AB Doradus, à environ 130 années lumière de la terre. Elle a une masse 4 à 7 fois supérieure de Jupiter, ce qui la situe à la limite entre une planète géante et une naine marron. C'est une des planètes errantes les plus étudiées et on estime qu'elle a entre 50 et 120 millions d'années. Sa température superficielle est d'environ 700ºC, ce qui indique qu'elle est toujours dans le processus de refroidissement suivant sa formation.

PSO J318.5-22

Elle a une masse qui fait environ 6,5 fois celle de Jupiter. C'est une planète relativement jeune qui n'a "que" 12 millions d'années. Elle brille faiblement à l'infrarouge, ce qui a permis aux astronomes à la détecter. On estime qu'elle a été expulsée du système stellaire juste après s'être formée.

OGLE-2016-BLG-1928

Avec une masse similaire à celle de la Terre ou de Mars, c'est la planète errante la plus petite détectée, Es el planeta errante. Elle a été identifiée grâce au phénomène de microlentille gravitationnelle, où la gravité de la planète déforme la lumière d'une étoile d'arrière-plan. Il s'agit d'un exemple important car il montre que les géantes gazeuses ne sont pas les seules à pouvoir être éjectées dans l'espace.

Parce qu'elles sont sombres et isolées, l'étude des planètes errantes est un véritable défi. Comme elles ne sont pas éclairées par une étoile proche, elles ne réfléchissent pas la lumière visible, ce qui les rend difficiles à détecter avec les télescopes conventionnels. Cependant, les progrès technologiques et le développement de nouvelles techniques ont permis aux astronomes d'identifier et d'étudier ces objets mystérieux. Voici quelques-unes des techniques les plus couramment utilisées pour étudier les planètes errantes :

• La microlentille gravitationnelle
• L'observation dans l'infrarouge
• L'astrométrie

En apparence, les planètes errantes semblent être des environnements très hostiles pour la vie. Comme elles n'orbitent pas autour d'une étoile, elles n'ont ni lumière ni chaleur constantes, ce qui provoque des températures superficielles très froides. Certains scientifiques considèrent que certaines planètes errantes pourraient avoir des conditions qui permettraient l'existence de la vie, au moins sous des formes simples ou extrémophiles.

Certains facteurs qui pourraient permettre l'habitabilité sur des planètes errantes sont :

• Chaleur interne résiduelle : même en l'absence d'une étoile proche, une planète errante peut conserver sa chaleur interne.
• Atmosphère dense et effet de serre : une planète errante dotée d'une atmosphère dense pourrait retenir la chaleur interne grâce à l'effet de serre, comme sur Vénus.
• Océans souterrains : comme certaines lunes glacées du système solaire, une planète errante pourrait abriter de l'eau liquide sous une couche de glace.
• Tectonique active : l'activité tectonique pourrait être à l'origine de cheminées hydrothermales au fond des océans souterrains.

Si vous avez aimé cet article, c'est par ici : Planète la plus proche et planète la plus éloignée du Soleil et Planète la plus petite du système solaire​ !

Si vous souhaitez lire plus d'articles semblables à Planète errante : définition, exemples et habitabilité, nous vous recommandons de consulter la catégorie Faits insolites sur la Terre et l'univers.