Objet libre de masse planétaire

Un objet libre de masse planétaire (ou planète interstellaire, planète noire, planète flottante) (en anglais free-floating planetary-mass objects^[1], free-floating planet^[2], planetary-mass brown dwarf^[3], sub-brown dwarf^[4], et , quelquefois dans la presse, rogue planet^[5] ou interstellar planetary mass object) est un objet possédant la masse d'une planète mais qui n'est attaché gravitationnellement à aucune étoile ou naine brune : il flotte dans l'espace comme un objet indépendant. L'astronome Gibor Basri a proposé une définition plus large, sous le nom de planémo^[6] afin d'englober les objets de la taille d'une planète ou d'une planète naine, qu'ils soient isolés ou en orbite autour d'un astre central, mais celle-ci n'a pas été retenue pour le moment. ^[7]

Objets candidats

Le premier candidat au statut d'objet libre de masse planétaire observé est Cha 110913-773444. ^[8] Il a été découvert grâce au télescope spatial infrarouge Spitzer qui a permis d'identifier qu'il possède un disque «circumstellaire». Il est observable grâce à son jeune âge (2 millions d'années)  : en l'absence de réaction nucléaire en son sein, sa température provient de la contraction d'origine. Le New Technology Telescope au sol a permis d'identifier un autre candidat, Oph 162225-240515, qui possède la particularité d'être binaire.

Plusieurs astronomes prétendent avoir découvert d'autre objets (par exemple, S Ori 70), mais ces détections restent non confirmées^[9]. L'astronome espagnol Rafæl Rebolo et son équipe affirment avoir découvert près de l'étoile Sigma d'Orion une douzaine de planètes isolées^[10].

Scénario de formation/éjection

Un scénario reconnu le plus souvent est qu'un objet libre de masse planétaire est un résidu de la formation stellaire. Au contraire de une planète, constituée dans un disque protoplanétaire autour d'une étoile ou d'une naine brune, la planète libre est un produit de la contraction et fragmentation d'un nuage moléculaire, c'est-à-dire d'une manière comparable à une étoile^[11].

Un autre scénario, suggérés par des simulations de formation de dispositifs solaires, est qu'à l'origine, un nombre important de protoplanètes orbitent autour de leur étoile (plusieurs dizaines). Au fil du temps, leur nombre va se diminuer de part les collisions qui provoquent des fusions mais également des éjections jusqu'à ce les orbites des planètes rescapées se soient stabilisés.

Ce second scénario pousse certains astronomes, à parler de "planète" à propos de ces objets, dans la mesure où elles ont été des planètes classiques avant d'être éjectées de leur orbite autour de leur étoile. A l'inverse, d'autres scientifiques nient ce statut car ils défendent l'idée que la définition d'une planète dépend de son état observable immédiat et non pas l'origine. Ils avancent aussi, pour le premier scénario décrit ici, que ces objets ne seraient par conséquent pas des planètes mais plutôt des naines brunes.

Atmosphère et possibilité de vie

En 1998, David J. Stevenson a publié un article un papier intitulé "Possibility of Life-Sustaining Planets in Interstellar Space"^[12]. Dans ce papier, Stevenson propose que sur ces objets à la dérive dans un espace interstellaire froid pourrait se maintenir une atmosphère épaisse et permanente grâce à une chaleur radiative. Il propose que les atmosphères soient préservées du fait des radiations infrarouges émises par de grandes quantités d'hydrogène. Une telle atmosphère pourrait être retenue par la gravité d'un corps de la taille de la Terre. Il a été calculé que pour un objet comparable à la Terre ayant une pression atmosphérique de l'ordre d'un kilobar et réunissant des conditions spécifiques, l'énergie géothermique serait suffisante pour chauffer la surface à des températures au-dessus du point de fusion d'eau^[12]. Ainsi, il est proposé que des corps planétaires interstellaires ayant des océans liquides puissent exister. Pour ce cas de figure, il est suggéré que les corps reste géologiquement actifs sur de longues périodes pour apporter une magnétosphère protectrice (créé par un géodynamisme et par un volcanisme sous-marin susceptible d'être favorable à la vie) ^[12]. L'auteur reconnaît d'autre part que ces corps seront complexes à découvrir à cause de la faiblesse des émissions micro-ondes thermales émanant des couches les plus basses de l'atmosphère.

Possibilité de lunes interstellaires

De plus, une étude de scénarios d'éjection de planètes simulée a suggéré qu'environ 5% des planètes de masse comparable à la Terre retiendraient leurs lunes après l'éjection. Il existerait par conséquent des lunes interstellaires. Une grande lune serait dans ce cas utile pour la préservation d'une atmosphère et de la vie grâce au chauffage du aux forces de marée^[13].

Les planètes perdues du dispositif solaire

L'idée que les dispositifs solaires éjectent des planètes dans l'espace interstellaire implique que notre propre dispositif a durant sa formation il y a 4, 6 milliards d'années perdus quelques-unes de ses représentantes. Une preuve de ces pertes résident dans l'absence d'orbite stable entre Jupiter et Neptune. Il est envisageable qu'une planète qui se serait constituée à une distance du Soleil de l'ordre de 5 UA à 30 UA se soit fait éjecter. En prenant compte de la vitesse d'éjection observée lors de simulation numérique, les hypothétiques sœurs de la Terre doivent se situer aujourd'hui à à peu près 1500 années lumières^[10].

Les planètes interstellaires dans la culture populaire

Dans When World Collide, rédigé en 1932 par Phillip Wylie, la Terre est en premier lieu dévastée puis totalement détruite par «Alpha de Bronson», une planète interstellaire de type géante gazeuse, autour de laquelle gravite «Béta de Bronson», un satellite de taille terrestre. Plusieurs groupes de survivants réussissent néenmoins à s'enfuir de la Terre ainsi qu'à rejoindre Béta Bronson qui s'arrache ensuite de l'impact gravitationnel de la géante gazeuse grâce à la collision. Dans l'adaptation cinématographique faite en1951, «Alpha de Bronson» a été rebaptisé «Bellus», et «Béta Bronson» nommé «Zyra».

Le conte A pail of Air de Fritz Leiber, qui fut raconté à la radio en mars 1956 dans l'émission X Minus One, mis en scène un garçon vivant sur la Terre après que celle-ci eu été arraché de la gravité du Soleil et capturé par une "étoile sombre passagère". Quoiqu'elle ne fut pas appelé comme tel, cette dernière partageait de nombreuses caractéristiques d'une planète interstellaire.

Dans Star Trek : Deep Space Nine, la planète des Fondateurs est une planète interstellaire perdue dans une nébuleuse; elle offre des conditions climatiques capables de soutenir la vie.

Dans l'épisode «rogue planet» de la série Star Trek, l'Entreprise trouve par hasard une planète interstellaire ayant une atmosphère comparable à la terre. La planète a été chauffée par les bouches volcaniques qui ont expulsé de la chaleur dans l'atmosphère, soutenant ainsi l'écologie de la planète.

Dans Warhammer 40, 000 univers, le Temple des Assassins Culexus de l'Officio Assassinorum est localisé profondément sous la surface d'une planète interstellaire.

La planète Zonama Sekot dans Star wars (dans la série New jedi order) est une planète interstellaire d'un genre spécifique. Elle est en fait un énorme être vivant.

Dans Cosmos 1999, la Lune est délogée de son orbite à cause d'une explosion de résidus radioactifs. La Lune devient alors une planète flottante.

Dans le roman Dying of the Light de George R. R. Martin, la planète «Worlon» est une planète interstellaire.

Dans la série animée Ulysse 31, Ulysse rejoint la Terre à partir de la base jovienne de Troie mais sa trajectoire croise une planète interstellaire non-cartographiée, celle des prêtres du Cyclope.

Dans la série animée Sailor Moon, la Terre est attaquée au XXXI^e siècle par les habitants de la planète Némesis, planète interstellaire appartenant jadis au dispositif solaire.

Voir aussi

• Planète, objet constitué dans un disque proto-planétaire
• Naine brune, objet de plus de 13 masses joviennes
• Cha 110913-773444, premier objet libre de masse planétaire (à 500 al)
• Oph 162225-240515, objet libre de masse planétaire binaire (à 400 al)

Sources générales

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu d'une traduction de l'article de Wikipédia en anglais intitulé «Rogue planet».
• (en) (en) Pavel Kroupa et Jérôme Bouvier, «On the origin of brown dwarfs and free-floating planetary-mass objects», dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol.  346, n^o 2, 2003, p.  369-380 [résumé, texte intégral] 
• (en) (en) Kevin L. Luhman et coll., «Spitzer Discovery of a Planetary-Mass Brown Dwarf with a Circumstellar Disk», dans The Astrophysical Journal, vol.  635, n^o 1, 2005, p.  93-96 [résumé, texte intégral] 

Références

1. ↑ Kroupa & Bouvier (2003) , p. 346
2. ↑ (en) (en) Cheongho Han, «Secure Identification of Free-floating Planets», dans The Astrophysical Journal, vol.  644, n^o 2, 2006, p.  1232-1236 [résumé, texte intégral] 
3. ↑ Luhman et coll. (2005) , p. 93
4. ↑ (en) (en) K. N. Allers et coll., «Young, Low-Mass Brown Dwarfs with Mid-Infrared Excesses», dans The Astrophysical Journal, vol.  644, n^o 1, 2006, p.  364-377 [résumé, texte intégral] , p. 364
5. ↑ Rogue planet find makes astronomers ponder theory, publié en ligne sur CNN le 6 octobre 2000 [lire en ligne]
6. ↑ Mot proposé par Gibor Basri à l'Union astronomique mondiale en 2003 ; il est constitué à partir de planetary-mass object. La définition est d'être un astre de forme approximativement sphérique n'atteignant pas le seuil de fusion nucléaire en son sein.
7. ↑ La distinction entre planète et planète naine faite par l'IAU en 2006 contredit la définition proposée par Gibor Basri pour une planète : un planémo autour d'une étoile ou d'une naine brune.
8. ↑ Luhman et coll. (2005) , p. 93-95
9. ↑ Rogue planet find makes astronomers ponder theory
10. ↑ ^{a  b}  Article «Des milliards de planètes noires dans la galaxie», Ciel et espace n°427Août2007 p34-35
11. ↑ Kroupa & Bouvier (2003) , p. 371-378
12. ↑ ^{a  b  c}  Stevenson, David J. (1998). "Possibility of Life-Sustaining Planets in Interstellar Space". Nature.
13. ↑ Debes, John H. ; Steinn Sigurðsson (October 20 2007). "The Survival Rate of Ejected Terrestrial Planets with Moons". The Astrophysical Journal 668 : L167-L170

Liens externes

• Strange New Worlds Could Make Miniature Solar Systems Robert Roy Britt (SPACE. com) 05 June 2006 11 :35 am ET
• Working Group on Extrasolar Planets - Definition of a "Planet" POSITION STATEMENT ON THE DEFINITION OF A "PLANET" (IAU) 2003
• The IAU draft definition of "planet" and "plutons" press release (Mondial Astronomical Union) 2006
• Text of A Pail of Air and original radio broadcast

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