Vue d’artiste de l’exoplanète Tau Bootis b — © ESO / L. Calçada

S’appuyant sur le grand réseau d’antennes basses fréquences LOFAR, une équipe de scientifiques américains pense avoir détecté le premier signal provenant d’une exoplanète. Celui-ci émane d’un système stellaire situé à une cinquantaine d’années-lumière de la Terre.

Un signal intrigant

Dans notre quête sans fin pour comprendre l’Univers et la place que nous y occupons, de précieuses et brèves données se révèlent d’une importance cruciale. Les baisses de luminosité d’une étoile peuvent ainsi trahir la présence de planètes en orbite et les pics d’émissions radio de nouveaux mystères exoplanétaires.

« L’observation de l’émission radio aurorale planétaire est la méthode la plus prometteuse pour détecter les champs magnétiques exoplanétaires dont les connaissances fourniront des indications précieuses sur la structure intérieure, l’atmosphère et l’habilité de la planète », explique Jake Turner, astronome à l’université Cornell, et auteur principal de cette nouvelle étude parue dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Lorsque le vent stellaire (des particules chargées provenant de l’étoile hôte) frappe le champ magnétique d’une planète, le changement de vitesse induit peut être détecté sous la forme de variations marquées au niveau des émissions radio. Si de tels signaux avaient précédemment été captés en provenance de différentes planètes du Système solaire, en détecter au-delà se révèle bien plus délicat, en raison de la présence de bruits parasites, principalement d’origine terrestre.

Représentation artistique du système Tau Bootis b. Les lignes représentent le champ magnétique protégeant la planète du vent solaire.

Pour y parvenir, l’équipe a développé il y a quelques années une approche novatrice connue sous le nom de programme BOREALIS. Testé préalablement avec Jupiter, celui-ci a par la suite conduit à quelques détections d’exoplanètes potentielles, notamment début 2020, lorsque les astronomes ont lié l’activité des ondes radio aux interactions entre le champ magnétique de l’étoile GJ 1151 et une planète de la taille de la Terre, dont l’existence devra être confirmée par des observations de suivi.

« Nous plaidons pour une émission par la planète elle-même »

Dans le cadre de ces nouveaux travaux, Turner et ses collègues ont utilisé le radiotélescope européen géant LOFAR (LOw Frequency ARray) afin d’examiner trois systèmes comportant des exoplanètes connues : 55 Cancri, Upsilon Andromedae et Tau Bootis. Et il s’est avéré que seul le système Tau Bootis, situé à environ 51 années-lumière, présentait des données radio correspondant aux prévisions des chercheurs basées sur leurs tests avec Jupiter. Se présentant sous la forme d’émissions en rafale de 14 à 21 MHz, celles-ci se situaient à environ trois écarts types de certitude (3,2 sigma).

En 1996, une exoplanète de type Jupiter chaude avait été découverte au sein de Tau Bootis (voir image d’entête et tweet). Cette dernière orbitait autour de la jeune et très lumineuse étoile de type F et de la petite naine rouge constituant le système binaire (à deux étoiles) en 3,3 jours environ.

« Nous plaidons pour une émission par la planète elle-même. D’après la force et la polarisation du signal radio et du champ magnétique de la planète, qui correspondent aux prédictions théoriques », déclarent les auteurs de l’étude.

Leurs mesures suggèrent que l’intensité du champ magnétique à la surface de la planète se situerait entre 5 et 11 gauss environ (celui de Jupiter, qui possède un noyau d’hydrogène métallique, étant compris entre 4 et 13 gauss). Tandis que la force d’émission du champ observée correspondrait également aux précédentes prédictions.

Des résultats à confirmer

« Le champ magnétique des exoplanètes semblables à la Terre peut contribuer à leur éventuelle habitabilité, en protégeant leur atmosphère du vent stellaire et des rayons cosmiques, et en empêchant les pertes atmosphériques », souligne Turner, qui n’exclut toutefois pas la possibilité que des éruptions stellaires soient à l’origine des émissions captées.

En raison de la faiblesse du signal, des observations par d’autres télescopes à basse fréquence seront en effet nécessaires afin de confirmer sa véritable origine. Mais selon l’équipe, si d’autres dispositifs comme le LOFAR-LBA ou le NenuFAR venaient à corroborer ces résultats, la détection d’émissions radio provenant d’exoplanètes ouvrirait un nouveau champ de recherche passionnant.

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Dans l’hypothèse où une civilisation ne soit pas gênée par 50 années -lumière, au vu de ce que détruisons sur la planète Terre, ils ne doivent pas avoir envie de venir nous visiter (ou revisiter) !