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Kepler-1649 c : une exoplanète similaire à la Terre située dans la zone habitable de son étoile

exoplanete kepler-1649c
| NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter

Lancé en 2009 par la NASA, le télescope spatial Kepler avait pour objectif la détection d’exoplanètes. À la fin de sa mission en octobre 2018, il avait détecté plus de 2600 exoplanètes. Mais parmi les données étudiées à cette époque, certains résultats ont été classés comme de faux positifs. Deux ans plus tard, une équipe d’astrophysiciens examine de nouveau ces données et remarque qu’un de ces faux positifs n’en est en fait pas un, mais qu’il s’agit véritablement d’une exoplanète. Baptisée Kepler-1649 c, il s’agit d’une planète rocheuse de taille similaire à la Terre et située dans la zone habitable de son étoile.

Une équipe d’astrophysiciens, en utilisant des données réanalysées du télescope spatial Kepler de la NASA, a découvert une exoplanète de la taille de la Terre en orbite dans la zone habitable de son étoile. Les chercheurs ont découvert cette planète, appelée Kepler-1649c, en analysant les données issues d’anciennes observations. Alors que les recherches précédentes avec un algorithme informatique l’avaient mal identifiée, les chercheurs ont réexaminé la signature et l’ont finalement reconnue comme une planète.

De toutes les exoplanètes trouvées par Kepler, ce monde lointain, situé à 300 années-lumière de la Terre, est le plus similaire à la Terre en taille et en température estimée. Ce monde nouvellement identifié n’est que 1.06 fois plus grand que la Terre. De plus, la quantité de lumière stellaire qu’elle reçoit de son étoile hôte représente 75% de la quantité de lumière que la Terre reçoit du Soleil, ce qui signifie que la température de l’exoplanète peut également être similaire à celle de notre planète.

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Une exoplanète similaire à la Terre située dans la zone habitable de son étoile

Mais contrairement à la Terre, elle orbite autour d’une naine rouge. Bien qu’aucune n’a été observée dans ce système, ce type d’étoile est connu pour ses éruptions stellaires qui peuvent rendre l’environnement d’une planète difficile pour toute vie potentielle. Il y a encore beaucoup de choses inconnues sur Kepler-1649 c, y compris son atmosphère, qui pourraient affecter la température de la planète.

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L’exoplanète Kepler-1649 c fait 1.06 fois la taille de la Terre. Crédits : NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter

Les calculs actuels de la taille de la planète ont des marges d’erreur importantes, comme toutes les valeurs en astronomie lors de l’étude d’objets si éloignés. Mais d’après ce que l’on sait, Kepler-1649 c est particulièrement intéressante pour les scientifiques à la recherche de mondes avec des conditions potentiellement habitables.

Il existe d’autres exoplanètes estimées plus proches de la Terre, comme TRAPPIST-1f et, selon certains calculs, Teegarden c. D’autres peuvent être plus proches de la Terre en température, tels que TRAPPIST-1d et TOI 700d. Mais il n’y a pas d’autre exoplanète considérée comme plus proche de la Terre dans ces deux paramètres et qui réside également dans la zone habitable de son système.

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Vue d’artiste de la surface de l’exoplanète Kepler-1649 c et de son étoile hôte, une naine rouge. La planète est située ans la zone habitable de son étoile, c’est-à-dire à une distance à laquelle la présence d’eau liquide à sa surface est possible. Crédits : NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter

Kepler-1649 c orbite si étroitement autour de la naine rouge qu’une année sur Kepler-1649 c équivaut à seulement 19.5 jours terrestres. Le système a une autre planète rocheuse d’environ la même taille, mais elle orbite l’étoile à environ la moitié de la distance de Kepler-1649c, similaire à la façon dont Vénus orbite autour de notre Soleil à environ la moitié de la distance de la Terre. Les naines rouges sont parmi les plus courantes dans la galaxie, ce qui signifie que des planètes comme celle-ci pourraient être moins rares que nous ne le pensions auparavant.

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Auparavant, les scientifiques de la mission Kepler ont développé un algorithme appelé Robovetter pour aider à trier les quantités massives de données produites par Kepler, géré par le centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley. Kepler a recherché des planètes en utilisant la méthode du transit, recherchant des baisses de luminosité alors que les planètes passaient devant leurs étoiles hôtes.

La plupart du temps, ces creux proviennent de phénomènes autres que les planètes — allant des changements naturels de la luminosité d’une étoile à d’autres objets cosmiques qui passent —, ce qui donne l’impression qu’une planète est là quand elle ne l’est pas. Le travail de Robovetter consistait à distinguer les 12% de données qui étaient de vraies planètes des autres. Ces signatures que Robovetter a déterminées provenir d’autres sources ont été étiquetées « faux positifs », le terme pour un résultat de test classé à tort comme positif.

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Avec un nombre énorme de signaux complexes, les astronomes savaient que l’algorithme ferait des erreurs et devrait être revérifié — un travail parfait pour le groupe de travail sur les faux positifs de Kepler. Cette équipe examine le travail de Robovetter, en examinant chaque faux positif pour s’assurer qu’il s’agit vraiment d’erreurs et non d’exoplanètes, en veillant à ce que moins de découvertes potentielles soient négligées. Il s’avère que Robovetter avait mal étiqueté Kepler-1649 c.

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Une résonance inhabituelle : la présence d’une potentielle troisième planète

Kepler-1649 c est non seulement l’une des planètes les plus similaires à la Terre en termes de taille et d’énergie reçue de son étoile, mais elle offre aussi une configuration intéressante de sa dynamique. Les deux planètes rocheuses orbitent autour de leur étoile hôte avec un rapport exact : Kepler-1649 c accomplit neuf orbites presque exactement en même temps que la planète intérieure accomplit quatre orbites. Les chercheurs pensent que cela pourrait rendre le système extrêmement stable sur une longue période.

Les rapports de période presque parfaits sont souvent causés par un phénomène appelé résonance orbitale, mais un rapport de neuf à quatre est relativement unique parmi les systèmes planétaires. Habituellement, les résonances prennent la forme de rapports tels que deux à un ou trois à deux. Bien que non confirmée, la rareté de ce rapport pourrait faire allusion à la présence d’une planète moyenne avec laquelle les planètes intérieure et extérieure tournent en synchronisme, créant une paire de trois à deux résonances.

L’équipe a recherché des preuves d’une telle troisième planète mystérieuse, sans résultat. Cependant, cela pourrait être dû au fait que la planète est trop petite pour être vue ou possède une inclinaison orbitale qui la rend impossible à trouver en utilisant la méthode de transit de Kepler.

Sources : The Astrophysical Journal Letters

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