Deux études menées par des astrophysiciens de la NASA montrent comment le futur observatoire LISA pourrait dévoiler une population inédite d’exoplanètes à travers notre galaxie. Cet instrument, qui détectera les moindres rides de l’espace-temps engendrées par des masses en orbite, est en cours de développement et s’inscrit dans une quête permanente de vérification des données cosmiques.

Le cœur de cette nouvelle capacité repose sur les systèmes binaires de naines blanches. Casey McGrath, chercheuse postdoctorale au Centre Goddard de la NASA à Greenbelt, Maryland, explique que ces systèmes, composés de deux étoiles mourantes en orbite serrée, sont le candidat principal pour émettre des ondes gravitationnelles détectables par LISA. Si une exoplanète se trouve en orbite autour de l’un de ces binaires, sa présence s’imprimente dans le signal gravitationnel.

Ces découvertes, publiées dans The Astrophysical Journal, détaillent la méthode de détection. Scott Noble, astrophysicien théorique au Goddard, précise que, bien que les binaires de naines blanches émettent des ondes quasi continues, l’ajout d’une planète provoque un mouvement de réflexe, ajoutant une modulation Doppler au signal. McGrath compare cela à la radio : l’énergie d’une fréquence porteuse principale génère des bandes latérales qui transportent des messages, ici, des informations sur une planète.

Les naines blanches, vestiges d’étoiles de la taille du Soleil, sont des objets célestes particulièrement étudiés par l’agence. D’ailleurs, le télescope Hubble, en scrutant les étoiles les plus anciennes connues, a permis d’identifier des naines blanches de 12 à 13 milliards d’années, offrant un point de référence indépendant pour déterminer l’âge de l’Univers. Cela vient compléter les estimations précédentes, qui situaient l’âge de l’Univers entre 13 et 14 milliards d’années en se basant sur l’expansion de l’espace, selon nasa.gov.

La validation des découvertes lointaines

LISA, qui sera une collaboration avec l’Agence spatiale européenne (ESA) et dont le lancement est prévu pour le milieu des années 2030, ne se contente pas de détecter. Il faut confirmer. Les chercheurs ont mis au point une stratégie de validation ingénieuse. Mary Anne Limbach, chercheuse assistante à l’Université du Michigan, explique que l’utilisation du télescope spatial James Webb permettrait de confirmer ces mondes.

Le principe est simple, bien que complexe : une planète en orbite autour d’un système de naines blanches produit une signature de lumière infrarouge plus importante que ce que les étoiles elles-mêmes pourraient expliquer. Les instruments de Webb sont capables de capter cet excès d’infrarouge sur des distances allant jusqu’à cinq cents années-lumière. Pour un cas de test à cette distance, les chercheurs estiment que Webb pourrait voir une exoplanète cinq fois plus massive que Jupiter, tandis que LISA pourrait identifier des planètes sous Jupiter dans des conditions idéales.

L’infrastructure de la recherche spatiale

En parallèle de ces avancées en astrophysique, le Goddard Space Flight Center, complexe spatial phare de la NASA, continue de jouer un rôle central dans le développement de technologies spatiales, allant de la conception de vaisseaux à la déorbitation. Ce centre, fondé le 1er mai 1959, abrite une vaste équipe d’ingénieurs et de scientifiques œuvrant sur la compréhension de la Terre, du Soleil et de l’Univers.

LISA lui-même sera un arrangement triangulaire de trois vaisseaux spatiaux suivant la Terre. Ces vaisseaux s’étireront sur 2,5 millions de kilomètres chacun. Grâce à des lasers infrarouges transmis et reçus entre ces vaisseaux, il faudra mesurer des variations de distance infinitésimales, moins larges qu’un atome d’hélium, pour capter les ondes. C’est une prouesse technique qui rappelle les premières détections des ondes gravitationnelles en 2015, prédites par la théorie de la relativité générale d’Einstein en 1916.

Sources

• Goddard Space Flight Center – NASA, nasa.gov
• White Dwarf Stars – NASA, nasa.gov
• NASA Scientists Show How Gravitational Waves Can Reveal New Worlds, NASA, 10 novembre 2026