C’est en 2020 que le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA a découvert sa première planète de la taille de la Terre, dans la zone habitable de son étoile. Deux années plus tard, un deuxième monde rocheux habitable est apparu dans les observations. Il pourrait contenir de l’eau liquide et a une taille équivalente (à 95%) à celle de la Terre. Elle se situe à seulement 100 années-lumière de notre système solaire.
Lancé en 2018 par une fusée Falcon 9 de SpaceX, le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA a balayé presque tout le ciel à la recherche de planètes au-delà de notre système solaire, appelées exoplanètes. Il en a découvert plus de 250, ainsi que des milliers de candidates.
TESS exploite la méthode dite du transit : lorsque les exoplanètes potentielles bloquent périodiquement une partie de la lumière de leurs étoiles hôtes, au moment du passage devant. Avec une période d’observation de 27 jours, le satellite peut détecter les différences de luminosité induites par ces passages réguliers devant l’étoile.
Par la suite, lorsque la lumière d’une étoile traverse l’atmosphère d’une planète, elle interagit avec des molécules telles que le dioxyde de carbone et l’azote et produit ainsi des signaux distincts, appelés raies spectrales, permettant d’établir un spectre de transmission pour caractériser l’atmosphère de la planète.
Notons que TESS est entré en mode sans échec le 10 octobre 2022 suite à une réinitialisation de son ordinateur de vol. Les données non encore envoyées ont pu être stockées puis récupérées lors de la remise sous tension de l’engin spatial et de la reprise d’une activité normale, dès le 14 octobre.
Récemment, des chercheurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont découvert une planète de la taille de la Terre et potentiellement habitable, en orbite autour d’une étoile lointaine. Nommée TOI 700 e, l’exoplanète est la quatrième découverte dans le système TOI 700, à 100 années-lumière de notre système solaire. L’équipe a présenté ses travaux lors de la 241e réunion de l’American Astronomical Society à Seattle. Un article concernant la planète nouvellement découverte a déjà été accepté pour publication dans The Astrophysical Journal Letters.
Un système stellaire pas si semblable au nôtre
TOI 700 est une petite étoile naine M (ou étoile naine rouge) située dans la constellation sud de Dorado. Il faut savoir que ces étoiles sont plus froides que les étoiles telles que le Soleil, mais beaucoup plus abondantes dans la Voie lactée, représentant environ 70% de toutes les étoiles. C’est ainsi que TOI 700 fait environ 40% de la masse et de la taille du Soleil, pour environ la moitié de sa température de surface.
Les astronomes ont précédemment découvert trois planètes dans ce système, appelées TOI 700 b, c et d. Mais les scientifiques ont eu besoin d’une année supplémentaire d’observations avec TESS pour découvrir TOI 700 e. Cette dernière et TOI d sont les deux seules planètes connues dans la zone habitable de l’étoile hôte, jusqu’à présent.
De fait, Ben Hord, doctorant à l’Université du Maryland, College Park et chercheur diplômé au Goddard Space Flight Center de la NASA, explique dans un communiqué : « Si l’étoile était un peu plus proche ou la planète un peu plus grande, nous aurions peut-être pu repérer TOI 700 e au cours de la première année de données TESS ». TOI e orbite autour de son étoile en 28 jours, la plaçant entre les planètes c et d dans la zone habitable dite optimiste.
Les scientifiques définissent deux types de zones habitables : la zone habitable optimiste et la zone habitable conservatrice. La première correspond à la plage de distances à partir d’une étoile où l’eau de surface liquide pourrait être présente à un moment donné de l’histoire d’une planète. Cette zone s’étend de part et d’autre de la zone habitable conservatrice, la plage où les chercheurs supposent que l’eau liquide pourrait exister pendant la majeure partie de la vie de la planète.
Emily Gilbert, boursière postdoctorale au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, qui a dirigé les travaux, déclare : « C’est l’un des rares systèmes avec plusieurs petites planètes habitables que nous connaissons. Cela fait du système TOI 700 une perspective intéressante pour un suivi supplémentaire. La planète e est environ 10% plus petite que la planète d, donc le système montre également comment des observations TESS supplémentaires nous aident à trouver des mondes de plus en plus petits ».
Un système stellaire connu et de nombreuses découvertes
Comme mentionné précédemment, en 2020, Gilbert et d’autres ont annoncé la découverte de la planète d, de la taille de la Terre, dans la zone habitable, avec une orbite de 37 jours ainsi que de deux autres mondes, hors zone habitable. L’année supplémentaire de données a permis à l’équipe d’affiner les tailles des planètes, qui sont environ 10% plus petites que ce que les calculs initiaux avaient établi.
La planète la plus interne, TOI 700 b, fait environ 90% de la taille de la Terre et effectue une orbite complète autour de son étoile en 10 jours. TOI 700 c est plus de 2,5 fois plus grande que la Terre et complète une orbite tous les 16 jours. Les planètes sont probablement verrouillées par les marées, ce qui signifie qu’elles n’effectuent qu’une seule rotation par orbite, de sorte qu’un côté fait toujours face à l’étoile, tout comme un côté de la Lune est toujours tourné vers la Terre.
VIDÉO : présentation de TOI 700 e, la deuxième planète de la taille de la Terre découverte par TESS (© NASA/JPL-Caltech/Robert Hurt) :
La découverte d’autres systèmes avec des mondes de la taille de la Terre dans cette région aide les scientifiques planétaires à en savoir plus sur l’histoire de notre propre système solaire. Une étude de suivi du système TOI 700 avec des observatoires spatiaux et terrestres est en cours, a déclaré Gilbert, et pourrait donner de nouvelles informations sur ce système rare.
Allison Youngblood, astrophysicienne de recherche et scientifique adjointe du projet TESS chez Goddard, conclut : « TESS vient de terminer sa deuxième année d’observations du ciel nordique. Nous attendons avec impatience les autres découvertes passionnantes cachées dans le trésor de données de la mission ».
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