En utilisant des données du Dark Energy Surveey (DES), des chercheurs ont découvert plus de 300 objets trans-neptuniens (TNO), soit des planètes de petite taille situées aux confins de notre système solaire, y compris plus de 100 nouveaux objets de ce genre. Publiée dans The Astrophysical Journal Supplement Series, l’étude décrit également une nouvelle méthode pour découvrir des objets similaires et pourrait aider à la recherche de l’hypothétique Planète 9.
L’objectif du DES, qui a complété une période de six années de collecte de données en janvier, est de comprendre la nature de l’énergie sombre, qui représenterait une bonne partie de la composition de l’univers, en recueillant des images particulièrement précises du ciel étoilé dans l’hémisphère sud. Si le DES n’a pas été spécifiquement conçu pour détecter des TNO, son ampleur et la profondeur du champ stellaire étudié a permis de découvrir des objets célestes situés au-delà de Neptune.
« Le nombre de TNO que vous pouvez trouver dépend de la taille de la portion de ciel que vous scrutez, et de l’objet le moins lumineux que vous pouvez trouver », affirme le professeur Gary Bernstein, qui a participé aux travaux.
Puisque le DES a été conçu pour étudier les galaxies et les supernovas, les chercheurs ont dû mettre au point une nouvelle façon de suivre les mouvements des objets célestes. Des photos du ciel ont ainsi parfois été prises aussi souvent qu’une fois toutes les heures ou les deux heures, ce qui a permis aux scientifiques de mieux suivre les déplacements d’éventuels objets trans-neptuniens.
En utilisant les quatre premières années de données accumulées, l’étudiant des cycles supérieurs Pedro Bernardinelli, qui a lui aussi participé aux travaux, a dit avoir commencé ses démarches avec quelque 7 milliards de « points » de données, soit tous les objets possiblement détectés par le logiciel qui étaient plus importants que le « fond » stellaire. Il a ensuite fait disparaître tout ce qui était présent lors de multiples nuits d’observation, comme les étoiles, les galaxies et les supernovas, pour construire une liste « transitoire » de 22 millions d’objets, avant d’entamer un long processus pour « relier les points » et affiner la recherche.
Une fois les sept milliards de points ramenés à environ 400 candidats qui étaient présents pendant au moins six nuits d’observation, les chercheurs ont ensuite dû contre-vérifier leurs résultats. « Nous avons cette liste de candidats, puis nous avons dû nous assurer que nos candidats étaient réels », a précisé M. Bernardinelli.
Après plusieurs mois de développement de leur méthode de classification et d’analyse des données, les scientifiques ont découvert 316 TNO, dont 245 découvertes effectuées par le DES et 139 nouveaux objets qui n’avaient pas été annoncés précédemment dans une publication scientifique. Avec seulement 3000 objets connus pour l’instant, ce catalogue du DES représente 10% de tous les objets trans-neptuniens connus.
Pluton, l’objet trans-neptunien le plus connus, est situé à 40 fois la distance entre la Terre et le Soleil, et les autres objets découverts à l’aide des données du DES sont situés à une distance variant de 30 à 90 fois l’espace entre notre planète et notre étoile. Certains de ces objets ont des orbites extrêmement allongées, qui les amène au-delà de Pluton.
Maintenant que le DES est complété, les chercheurs ré-examineront l’ensemble des données recueillies, cette fois avec un seuil de détection abaissé lors de la première étape de filtration des informations. Cela signifie qu’il existe un plus grand potentiel pour mettre au jour des TNO, possiblement jusqu’à 500 objets, avancent les chercheurs.
La méthode mise au point par M. Bernardinelli peut aussi être employée pour détecter des TNO lors de futures observations, y compris le nouvel observatoire Vera C. Rubin. Celui-ci observera l’ensemble du ciel de l’hémisphère sud, et pourra détecter des objets encore moins lumineux que le DES.
En utilisant les données recueillies par les chercheurs pour améliorer la chasse aux TNO, les astronomes pourraient même affiner leurs paramètres dans la quête de la Planète 9, une planète de la taille de Neptune qui pourrait exister au-delà de l’orbite de Pluton.
