Le télescope spatial Roman explorera le cœur de la Voie lactée à la recherche d’exoplanètes et de phénomènes stellaires

Le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA se prépare à lancer l’Enquête temporelle du renflement galactique, une étude approfondie ciblant le centre densément peuplé et obscurci par la poussière de la Voie lactée. Cette initiative vise à découvrir plus de 100 000 exoplanètes, ainsi que des étoiles, des trous noirs, des étoiles à neutrons et des planètes errantes.

L’enquête s’étendra sur trois ans, divisés en six saisons d’observation. Durant chaque saison, le télescope revisitera six régions centrales de la galaxie pendant 72 heures, en se concentrant sur la détection d’exoplanètes dans le renflement galactique. Les scientifiques anticipent que le télescope Roman identifiera plus de 1 000 nouvelles exoplanètes grâce à la technique de microlentille gravitationnelle.

Les champs d’observation sélectionnés comprennent cinq zones contiguës avec une interférence réduite de poussière et une forte densité d’étoiles, augmentant ainsi le potentiel de découverte de microlentilles gravitationnelles et d’exoplanètes. Le sixième champ est centré sur le cœur galactique, englobant Sagittarius A* et ses environs, qui suscitent un intérêt particulier en raison de leurs objets célestes divers, notamment des amas stellaires massifs tels que les amas Arches et Quintuplet.

Les paramètres d’observation tels que la surface de l’enquête, la cadence d’imagerie, la densité stellaire et l’extinction due à la poussière sont des facteurs critiques influençant les taux de détection des événements de microlentille, des planètes en transit et des mesures astérosismiques. Les capacités infrarouges du télescope spatial Roman devraient offrir des aperçus sans précédent du centre galactique, une région traditionnellement difficile à observer en raison de la forte présence de poussière et de la densité élevée d’étoiles.

En surveillant des millions d’étoiles pour détecter des variations de luminosité et de mouvement, l’enquête vise à détecter des exoplanètes à la fois par la méthode du transit et par la microlentille gravitationnelle. La méthode du transit, qui observe les planètes lorsqu’elles passent devant leur étoile hôte, a été déterminante pour identifier la majorité des exoplanètes connues. Cependant, elle présente des limites, notamment un biais vers la détection de grandes planètes proches de leur étoile. La microlentille gravitationnelle offre une approche complémentaire, capable de détecter des exoplanètes à plus grande distance et celles en orbites plus larges, y compris les planètes errantes non liées à une étoile.

L’astrophysicien Benjamin Montet de l’Université de New South Wales à Sydney a souligné la synergie entre ces méthodes : « Les événements de microlentille sont rares et se produisent rapidement, il faut donc observer de nombreuses étoiles de façon répétée et mesurer précisément les variations de luminosité pour les détecter. Ce sont exactement les mêmes conditions nécessaires pour trouver des planètes en transit, donc en créant une enquête robuste sur la microlentille, Roman produira également une excellente enquête sur les transits. »

L’Enquête temporelle du renflement galactique devrait également détecter une variété d’autres phénomènes célestes, notamment des étoiles, des trous noirs, des naines brunes et des étoiles à neutrons. Les scientifiques estiment que l’enquête identifiera plus de 1 000 étoiles à neutrons, contribuant ainsi de manière significative à notre compréhension de ces restes denses.

Jessie Christiansen du Caltech/IPAC, coprésidente du comité définissant l’enquête, a souligné son importance : « Cette enquête sera la plus précise, la plus rapide et la plus longue en termes de durée continue d’observation de notre renflement galactique, où réside la plus forte densité d’étoiles de notre galaxie. »

Dan Huber de l’Université d’Hawaï, autre coprésident de l’enquête, a ajouté : « Les étoiles du renflement et du centre de notre galaxie sont uniques et encore mal comprises. Les données de cette enquête nous permettront de mesurer l’âge de ces étoiles et de comprendre leur place dans l’histoire de formation de notre galaxie, la Voie lactée. »

La mission du télescope spatial Roman vers le centre galactique est prête à répondre à des questions de longue date sur les populations stellaires et planétaires de cette région, offrant une image plus complète du cœur de notre galaxie.