Lorsqu'une planète lointaine passe devant son étoile, elle masque brièvement une partie de la lumière. Les astronomes appellent cela la méthode du transit et, grâce à la profondeur de la baisse de luminosité, ils en déduisent la taille de la planète. Mais la lumière a une propriété : un corps massif agit comme une lentille. Même une planète géante peut légèrement courber les rayons de son étoile, rendant la baisse de luminosité un peu moins profonde que prévu.
Les auteurs de l'étude ont utilisé les données d'exoplanètes sur de grandes orbites (plus éloignées que la Terre du Soleil), recueillies par les télescopes Kepler et TESS. Pour six mondes, ils n'ont pu indiquer qu'une limite supérieure de masse, allant de 200 à 2000 masses de Jupiter. Le bruit dans les données ne permettait pas plus de précision. Les scientifiques ont alors construit des courbes de lumière artificielles et ont découvert que pour « peser » une planète de 10 masses de Jupiter à une distance de 20 unités astronomiques (plus loin qu'Uranus), il faut une précision de mesure de trois millionièmes.
La découverte la plus surprenante concerne l'erreur sur les tailles. Si l'on ne tient pas compte de cet effet de lentille, le rayon de la planète peut être sous-estimé de 1 à 20 %. Pour un géant de 5 à 10 masses de Jupiter orbitant loin de son étoile, l'ombre devient nettement plus petite que le véritable contour. Cela signifie que certaines exoplanètes connues sont en réalité plus grandes qu'on ne le pensait jusqu'à présent.
Cette approche ouvre la voie à un « pesage » massif de planètes lointaines sans mesures fastidieuses de vitesses radiales. Il suffit d'une seule méthode du transit, mais avec une très grande précision.
L'effet de lentille gravitationnelle lors d'un transit d'exoplanète est si infime qu'il n'a été remarqué pour la première fois que dans les années 2010, alors que la méthode du transit elle-même fonctionne depuis 1999.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète courbait les trajectoires de la lumière, créant des images fantomatiques — un peu comme une lentille gravitationnelle, mais avec une participation vivante.