Au cours des 21 dernières années, le télescope spatial Hubble a collecté des cargaisons de données, le centre d'archives Hubble remplissant environ 18 DVD pour chaque semaine de la vie du télescope. Maintenant, avec des techniques améliorées d'exploration de données, une ré-analyse intense des images HST de 1998 a révélé des trésors cachés: des planètes extrasolaires auparavant non détectées.
Les scientifiques disent que cette découverte aide à prouver une nouvelle méthode pour la chasse aux planètes en utilisant des données Hubble archivées. En outre, la découverte des exoplanètes supplémentaires dans les données Hubble les aide à comparer les données de mouvement orbital antérieures à des observations plus récentes.
Comment les astronomes ont-ils détecté les exoplanètes inédites et les méthodes utilisées peuvent-elles être appliquées à d'autres ensembles de données HST?
Ce n'est pas la première fois que des exoplanètes cachées sont révélées dans des données HST - En 2009, David Lafreniere de l'Université de Montréal a récupéré des données d'exoplanètes cachées dans des images Hubble de HR 8799. Les images HST que Lafreniere a étudiées ont été prises en 1998 avec la caméra infrarouge proche et spectromètre multi-objets (NICMOS). La planète la plus externe en orbite autour de HR 8799 a été identifiée et a démontré la puissance d'une nouvelle technique de traitement des données qui pourrait démêler les planètes faibles de la lueur de leur étoile centrale.
Quatre planètes géantes sont maintenant en orbite autour de HR 8799, dont les trois premières ont été découvertes en 2007/2008 dans des images proche infrarouge prises avec des instruments au W.M. L'observatoire Keck et le télescope Gemini North par Christian Marois du Conseil national de recherches du Canada. En 2010, Marois et son équipe ont découvert une quatrième planète, la plus intérieure. Ce qui rend le système HR 8799 si unique, c'est qu'il est le seul système stellaire multi-exoplanète qui a été directement imagé.
La nouvelle analyse de Remi Soummer du Space Telescope Science Institute a trouvé les trois planètes extérieures. Malheureusement, la quatrième planète la plus à l'intérieur est proche de HR 8799 et ne peut pas être imagée en raison de l'obscurcissement par le coronographe NICMOS qui bloque la lumière de l'étoile centrale.
Lorsque les astronomes étudient les exoplanètes en les imageant directement, ils étudient des images prises à plusieurs années d'intervalle - un peu comme les méthodes utilisées pour trouver Pluton et d'autres planètes naines dans notre système solaire comme Eris. Comprendre les orbites d'un système multi-planétaire est essentiel car des planètes massives peuvent affecter les orbites de leurs planètes voisines dans le système. «À partir des images Hubble, nous pouvons déterminer la forme de leurs orbites, ce qui donne un aperçu de la stabilité du système, des masses planétaires et des excentricités, ainsi que de l'inclinaison du système», explique Soummer.
Ce qui rend l'étude difficile, ce sont les orbites extrêmement longues des trois planètes extérieures, qui sont respectivement d'environ 100, 200 et 400 ans. Les longues périodes orbitales nécessitent un temps considérable pour produire suffisamment de mouvement pour que les astronomes puissent étudier. Dans ce cas cependant, la durée ajoutée des données Hubble aide considérablement. «Les archives nous procurent 10 ans de science en ce moment», explique Soummer. «Sans ces données, nous aurions dû attendre encore une décennie. C'est 10 ans de science gratuitement. "
Compte tenu de sa période orbitale de 400 ans, au cours des dix dernières années, la planète la plus à l'extérieur a à peine changé de position. "Mais si nous allons à la prochaine planète intérieure, nous voyons une petite orbite, et la troisième planète intérieure, nous voyons en fait beaucoup de mouvement", a ajouté Soummer.
Lorsque les données HST d'origine ont été analysées, les méthodes utilisées pour détecter les exoplanètes telles que celles en orbite autour de HR 8799 n'étaient pas disponibles. Les techniques pour soustraire la lumière d'une étoile hôte laissaient toujours une lumière résiduelle qui noyait les faibles exoplanètes. Soummer et son équipe ont amélioré les méthodes précédentes et utilisé plus de quatre cents images de plus de 10 ans d'observations NICMOS.
Les améliorations par rapport à la technique précédente comprenaient l'augmentation du contraste et la minimisation de la lumière stellaire résiduelle. Soummer et son équipe ont également réussi à éliminer les pointes de diffraction, un phénomène dont souffrent les systèmes d'imagerie de télescopes amateurs et professionnels. Grâce aux techniques améliorées, Soummer et son équipe ont pu voir deux des faibles planètes intérieures du HR 8799, qui représentent environ 1/100 000e de la luminosité de l'étoile hôte en infrarouge.
Soummer a prévu d'analyser ensuite 400 autres étoiles dans l'archive NICMOS avec la même technique, ce qui démontre la puissance des archives de données du télescope spatial Hubble. Le nombre d'exoplanètes découvertes est à deviner.
La découverte de ces nouvelles exoplanètes prouve que même après que la TVH ne fonctionne plus, les données de Hubble perdureront et les scientifiques s'appuieront sur les révélations de Hubble pendant des années alors qu'ils poursuivent leur quête pour comprendre le cosmos.
Source: Mises à jour de la mission du télescope spatial Hubble
