Grâce au développement des techniques d’observation, la « chasse » aux exoplanètes est devenu un domaine actif de recherche en astronomie, mobilisant de nombreux scientifiques et instruments. Si un grand nombre de systèmes planétaires ont déjà été observés, de nouveaux candidats sont pratiquement découverts quotidiennement. À ce titre, un nouveau système comportant trois super-Terres vient d’être découvert par une équipe d’astronomes américains.
Selon le catalogue d’exoplanètes exoplanet.eu, au 1er mars 2018, 3’741 exoplanètes ont été répertoriées, avec 622 systèmes comportant plus d’une planète. La plupart de ces découvertes sont attribuées au télescope spatial Kepler qui a découvert environ 3’500 exoplanètes et 4’500 candidates planétaires. Grâce à l’ensemble de ces données, les scientifiques ont pu passer de la simple découverte à la recherche et caractérisation précises d’exoplanètes.
Pour ce faire, les astronomes utilisent principalement la méthode du transit planétaire (MTP). Cette méthode photométrique repose sur les variations périodiques de luminosité d’une étoile lorsqu’une planète passe devant elle. Complétée par une mesure des vitesses radiales, cette technique permet d’obtenir certaines caractéristiques détaillées de l’exoplanète, en particulier sa masse et sa densité. En outre, en analysant le spectre de la lumière de l’étoile passant à travers l’atmosphère de l’exoplanète, les scientifiques peuvent également obtenir des informations sur la composition atmosphérique de celle-ci.
En utilisant la MTP, une équipe d’astronomes américains dirigée par l’astrophysicien Joseph E. Rodriguez du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, a récemment découvert trois super-Terres orbitant GJ 9827, une étoile située à 100 années-lumière de la Terre. Pour rappel, une super-Terre est une exoplanète ayant une masse comprise entre celle de la Terre et celle d’une planète géante. Les résultats de la découverte ont été publiés dans The Astronomical Journal.
En analysant les données de la mission Kepler K2, les chercheurs ont découvert que celles-ci indiquaient la présence de trois super-Terres (GJ 9827 b, c, et d) en orbite autour de l’étoile GJ 9827. Depuis la publication de ces résultats, la découverte a été confirmée par une seconde équipe d’astronomes. « Nous avons découvert trois super-Terres de la masse de la Terre orbitant en une configuration très compacte. Plus précisément, les trois planètes ont des rayons 1.6, 1.2 et 2.1 fois plus grand que le rayon terrestre et orbitent toutes leur étoile hôte en maximum 6.2 jours » explique Rodriguez.
Ces trois exoplanètes sont particulièrement intéressantes car les deux plus grandes ont des rayons permettant de les catégoriser entre les planètes telluriques et gazeuses. Peu d’exoplanètes semblables ont été observées jusqu’à maintenant, plaçant celles-ci au premier plan des investigations.
« Les super-Terres sont le type d’exoplanète le plus commun que nous connaissons, mais puisque nous n’en avons aucune dans notre système solaire, cela limite nos connaissances à leur sujet. Elles sont importantes car leurs rayons s’étend du type rocheux au type gazeux. Les planètes avec un rayon 1.6 fois plus grand que celui de la Terre sont moins denses et possèdent une fine atmosphère d’hydrogène-hélium, alors que les planètes plus petites sont plus denses avec peu voire pas d’atmosphère » précise Rodriguez.
Un autre fait remarquable concernant ces trois exoplanètes est leur très courte période orbitale – respectivement 1.2, 3.6 et 6.2 jours. Une telle période orbitale résulte en l’existence de températures relativement élevées à la surface. Les auteurs estiment que les températures de surface sont d’environ 899 °C, 538 °C et 680 °C. Par comparaison, Vénus, la planète la plus chaude du système solaire, possèdent une température de surface de 462 °C.
Enfin, ce système exoplanétaire offre également l’opportunité d’améliorer significativement les techniques de caractérisation des exoplanètes. Situé à seulement 100 années-lumière, la prochaine génération de télescopes, tel que le télescope spatial James Webb, sera capable d’analyser de manière détaillée leur atmosphère et la dynamique planétaire.
« Le système GJ 9827 est unique car une planète possède une masse en-dessous de la limite terrestre, une autre au-dessus, et la troisième a un rayon de 1.6 fois celui de la Terre, pile sur la limite. Donc, dans un seul système, nous avons trois planètes couvrant l’ensemble de la transition tellurique-rocheux. C’est important car nous pouvons étudier les atmosphères ces trois planètes, établir des différences dans leur composition et comprendre pourquoi cette transition apparaît à 1.6 fois le rayon terrestre. Puisque les trois exoplanètes orbitent la même étoile, l’effet de cette dernière est homogène sur leur atmosphère et donc l’observation s’en retrouve grandement facilitée » conclue Rodriguez.
L'année-lumière est une unité de longueur utilisée pour exprimer
des distances astronomiques. Elle est définie par l'Union
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