Les planètes sont généralement trouvées en observant une étoile et en attendant que le niveau de lumière baisse quand une planète passe devant elle, mais qu'en est-il des planètes voyous qui n'ont pas d'étoiles hôtes?
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Michael Blake
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Les méthodes les plus efficaces sont la microlentille gravitationnelle et l'observation directe dans l'infrarouge ou l'infrarouge lointain.
La méthode de transit ne fonctionne pas bien pour les planètes voyous, car généralement au moins trois transits sont nécessaires pour confirmer une planète.
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On peut dire que des «planètes voyous» ont déjà été découvertes par imagerie directe.
Les planètes géantes lors de leur formation sont grandes et chaudes. Ils rayonnent leur propre lumière, principalement dans l'infrarouge. Ainsi, les jeunes planètes isolées peuvent être vues directement.
Il y a eu diverses affirmations dans la littérature selon lesquelles des objets aussi petits que quelques masses de Jupiter ont été identifiés dans de jeunes régions formant des étoiles. Voir divers articles du groupe de recherche sur les naines brunes de l'IAC
http://adsabs.harvard.edu/abs/2000Sci...290..103Z
http://adsabs.harvard.edu/abs/2002ApJ...578..536Z
http://adsabs.harvard.edu/abs/2014A%26A...568A..77Z
http://adsabs.harvard.edu/abs/2013MmSAI..84..926Z
Ces affirmations sont sujettes à critique - il est parfois difficile de dire si un objet faible appartient vraiment à la région de formation d'étoiles observée, plutôt que d'être un objet d'arrière-plan non associé. Les masses revendiquées dépendent également fortement des modèles de relation luminosité-masse en fonction de l'âge, et l'âge de ces objets n'est pas facilement contraint.
Néanmoins, il ne serait pas surprenant que, dans le maelström de la formation d'un amas d'étoiles, certains systèmes planétaires soient arrachés à leurs étoiles par des rencontres rapprochées avec d'autres objets.
Les chances de voir des objets de masse planétaires plus anciens et isolés sont minces, mais la microlentille semble être la seule technique actuellement disponible. La signature de microlentille d'une planète flottante est bien sûr irremplaçable, de sorte qu'une planète découverte ne peut en aucun cas être suivie. Cependant, les enquêtes sur les événements de microlentilles pourraient être un moyen de dire statistiquement quelque chose sur la fréquence de tels objets. Voir par exemple http://astrobites.org/2011/05/24/free-floating-planets-might-outnumber-stars/
EDIT: Il convient également de noter que la question de savoir si ces choses sont vraiment des "planètes" est contestée. Il pourrait s'agir soit de véritables planètes, formées de la même manière que l'on suppose pour la plupart des planètes géantes - c'est-à-dire par accrétion sur un noyau rocheux qui s'est formé autour d'une étoile. Ils pourraient alors avoir été déplacés de leur étoile par des interactions dynamiques avec d'autres corps dans leur système ou avec un troisième corps. Comme je l'ai dit ci-dessus, les simulations à N corps prévoient que cela se produira (par exemple Liu et al. 2013 ).
D'un autre côté, ils pourraient représenter les fragments de gaz de masse les plus faibles qui peuvent se former lors de l'effondrement et de la fragmentation d'un nuage moléculaire et qui, pour une raison quelconque, n'ont pas pu accumuler de gaz supplémentaire (c'est-à-dire qu'ils sont vraiment plus comme des naines brunes de faible masse ). Cette soi-disant "limite de fragmentation" est de l'ordre de 10 masses de Jupiter, mais si elle était un peu plus basse, cela pourrait expliquer les planètes flottantes qui ont été vues jusqu'à présent.
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En utilisant la microlentille MOA (Microlensing Objects in Astrophysics), les groupes OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) ont trouvé de nombreuses planètes flottantes.
Les étoiles, les planètes flottantes libres, etc. se déplacent toutes autour du centre de notre galaxie. Ils se déplacent à des vitesses différentes, donc très occasionnellement un objet de premier plan passe par la ligne de visée directe vers une étoile de fond. Lorsque cela se produit, la gravité des objets de premier plan agit comme une lentille grossissant l'image de l'étoile d'arrière-plan. À mesure que l'alignement s'améliore, la luminosité de l'arrière-plan semble s'éclaircir. Il s'estompe à nouveau lorsque l'alignement s'aggrave. Avec des alignements très proches, la luminosité apparente de l'étoile d'arrière-plan peut être multipliée par 1000. La durée de la montée et de la chute dépend principalement de la masse des objets de premier plan. Pour les planètes de masse de Jupiter, c'est environ 4 jours, pour les planètes de masse terrestre, c'est de l'ordre de plusieurs heures. Pour un seul objet de fond, l'augmentation et la diminution de la luminosité de l'étoile d'arrière-plan est une forme très lisse et bien connue. Si l'objet de premier plan fait partie d'un binaire, cette courbe est déformée avec des bosses, des creux et d'autres anomalies supplémentaires.
Notez que la microlentille n'a pas besoin de détecter la lumière de l'objet au premier plan, elle peut donc être par ordre de masse, planète non éclairée exempte de toute étoile, étoile très faible, étoile normale, naine blanche, étoile à neutrons ou même trou noir
Les groupes MOA et Ogle surveillent des millions d'étoiles par nuit. Ils trouvent plus de 1000 événements de microlentille par an. Une petite fraction d'entre elles dure moins d'une journée et ne présente aucun signe de bosses et de tremblements supplémentaires. Ils proviennent donc de planètes flottantes.
Cependant, mesurer la masse d'une seule lentille nécessite beaucoup d'observations et d'effets de second ordre. Si l'étoile de fond a un grand diamètre angulaire, la courbe de lumière de microlentille la déforme. Modélisation de ces distorsions avec une estimation du type d'étoile de fond, rendements et estimation de la masse de l'objet cristallin. Si vous observez le même événement à partir de 2 endroits, il est possible de mesurer un délai entre le moment où la lumière arrive à chaque endroit. Cela donne une estimation de la distance à l'objet de premier plan. Ceci avec la connaissance du type d'étoile de fond donne une estimation de masse.
Une planète flottante avec une lune a peut-être été trouvée. voir le site Web du MOA http://www.phys.canterbury.ac.nz/moa/ pour plus de détails sur la recherche de planètes voyous utilisant la microlentille
Les équipes d'engins spatiaux et de microlentilles Kepler participent à une campagne conjointe dont l'objectif principal est de détecter puis mesurer la masse de la planète flottante. Parce que Kepler est loin de la terre, il y a un retard substantiel entre ses courbes de lumière et celles mesurées à partir de la terre. Voir http://www.nasa.gov/feature/ames/kepler/searching-for-far-out-and-wandering-worlds
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