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Des astronomes ont découvert deux exoplanètes similaires à la Terre et potentiellement habitables dans notre voisinage cosmique. Ils ont également découvert un mystérieux « Neptune froid », avec des températures records.

Les deux mondes potentiellement habitables gravitent autour des étoiles naines rouges GJ229A et GJ180, qui se trouvent respectivement à environ 19 années-lumière et 39 années-lumière de la Terre. Cela peut sembler extrême comme distance, mais à l’échelle de l’univers, ce n’est pas le cas, étant donné que le célèbre disque de notre galaxie, la Voie lactée, fait environ 100’000 années-lumière de large (et que l’étoile voisine la plus proche du soleil, soit Proxima Centauri, se trouve à environ 4.2 années-lumière de distance de la Terre).

Les naines rouges, qui représentent environ 70% de la population stellaire de la Voie lactée, sont nettement plus petites et plus sombres que le soleil (qui est une naine jaune). Ainsi, les « zones habitables » de ces étoiles (soit la gamme de distances orbitales où l’eau liquide pourrait être stable à la surface d’une planète) sont beaucoup plus proches qu’elles ne le sont dans notre système solaire par exemple.

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Vue d’artiste montrant la nouvelle exoplanète GJ180d : une véritable « super-Terre ». Il s’agit de la super-Terre tempérée la plus proche de nous. De plus, cette planète n’a pas de verrouillage des marées quant à son étoile, ce qui la rend plus propice à l’accueil de la vie. Crédits : Robin Dienel/Carnegie Institution for Science

Les planètes se situant dans la zone habitable des naines rouges ont tendance à être verrouillées par la marée, montrant toujours une même face à leur étoile (tout comme la Lune ne nous montre qu’une seule et même face, constamment). Et ce verrouillage des marées n’est pas une bonne chose pour l’habitabilité d’une planète, car le phénomène peut provoquer des journées extrêmement chaudes ainsi que des nuits glaciales (bien qu’une atmosphère épaisse puisse distribuer la chaleur à l’échelle globale et atténuer quelque peu les températures extrêmes).

Découvrir et étudier les super-Terres potentiellement habitables

Mais, selon les membres de l’équipe de découverte, les nouvelles exoplanètes se trouvant autour de GJ180 et GJ229A (connues respectivement sous les noms de GJ180 d et GJ229A c) orbitent suffisamment loin pour éviter ce blocage des marées. Et de ce fait, l’exoplanète GJ180 d bat un record mondial : « L’exoplanète GJ180 d est la super-Terre tempérée la plus proche de nous et qui n’est pas verrouillée à son étoile, ce qui augmente ses chances de pouvoir héberger et maintenir la vie », a déclaré le chef d’équipe, Fabo Feng, de la Carnegie Institution for Science à Washington.

En effet, l’exoplanète GJ180 d est une véritable super-Terre, soit un monde légèrement plus grand que le nôtre : sa masse est d’environ 7.5 fois celle de la Terre. À noter que GJ229A c est également une super-Terre, avec une masse d’environ 7.9 Terres. Les scientifiques ont également rapporté que GJ180 d effectue une orbite tous les 106 jours terrestres et que GJ229A c effectue une orbite tous les 122 jours terrestres.

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Vue d’artiste montrant la surface de la planète AJ229A c, une super-Terre tempérée. Crédits : Robin Dienel/Carnegie Institution for Science

L’exoplanète GJ229A c réside dans un système binaire composé d’une naine rouge et d’une naine brune (GJ229B). À noter que les naines brunes sont des objets substellaires dont la masse est insuffisante pour qu’elles soient considérées comme des étoiles, mais elle est supérieure à celle d’une planète géante.

Comme le nom de GJ180 d l’indique, ce n’est pas le seul monde connu dans son système : en effet, les astronomes avaient déjà découvert deux autres planètes en orbite autour de la naine rouge, soit GJ180 b et GJ180 c.

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Cartographier les exoplanètes en orbite autour des étoiles voisines

À l’heure actuelle, les astronomes n’ont pas encore beaucoup d’informations concernant les deux super-Terres récemment découvertes, mais cela pourrait bientôt changer. En effet, la proximité relative de ces planètes par rapport à notre propre système solaire en fait de bonnes cibles pour l’étude par de puissants instruments futurs, tel que le télescope spatial James Webb de la NASA, qui devrait être lancé l’année prochaine.

« Notre découverte s’ajoute à la liste des exoplanètes qui peuvent potentiellement être directement imagées par la prochaine génération de télescopes. En fin de compte, nous nous efforçons de déterminer si les planètes en orbite autour des étoiles voisines hébergent ou peuvent héberger de la vie », a déclaré Feng.

« Nous voulons élaborer une carte de toutes les planètes en orbite autour des étoiles les plus proches, de notre propre système solaire, en particulier celles qui sont potentiellement habitables », a ajouté le co-auteur de l’étude, Jeff Crane, également de la Carnegie Institution.

Découverte d’une planète de « type Neptune » extrêmement froide

Quant au « Neptune froid » récemment découvert, connu sous le nom de GJ433 d, il ne semble pas être un bon candidat pour abriter la vie en raison de ses températures extrêmement froides, mais il reste intéressant pour d’autres raisons.

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La planète, qui est au moins 4.9 fois plus massive que la Terre, orbite autour d’une naine rouge sombre, à quelque 29.5 années-lumière de la Terre. « GJ433 d est une planète de type Neptune la plus proche, la plus grande et la plus froide jamais détectée », a déclaré Feng. À noter que, pour les chercheurs, cette planète est également un bon candidat pour une étude de suivi, y compris concernant l’imagerie directe.

Nous allons encore beaucoup entendre parler des exoplanètes à l’avenir !

Les chercheurs ont fait ces nouvelles découvertes après avoir réanalysé des données recueillies par l’instrument UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) de l’European Southern Observatory (ESO), lors d’une enquête portant sur 33 naines rouges proches, datant de 2000 à 2007. Il s’agissait de mesures de vitesse radiale (soit des observations qui peuvent révéler un mouvement stellaire). L’équipe a ensuite complété les données de l’UVES par des mesures effectuées par trois autres instruments : le spectrographe Planet Finder (PFS) de Carnegie, à l’observatoire de Las Campanas au Chili, le HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) de l’ESO, à l’observatoire Silla, au Chili, et le HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) de l’observatoire Keck, à Hawaï.

Le travail des chercheurs a abouti à un total de cinq nouvelles exoplanètes découvertes, ainsi que huit autres candidats potentiels non confirmés à l’heure actuelle.

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Vue d’artiste de l’exoplanète Proxima b, une exoplanète probablement tellurique, d’une masse minimale de 1.3 masse terrestre et en orbite dans la zobe habitable de l’étoile naine rouge Proxima Centauri. En réunissant des conditions similaires à celles de la Terre primitive, l’exoplanète aurait pu, et pourrait toujours, abriter la vie. Crédits : ESO

Depuis le lancement du télescope spatial Kepler de la NASA en 2009 (dont le but était spécifiquement de détecter les exoplanètes existantes dans une région de la Voie lactée, par le biais de l’utilisation de la « méthode de transit » – à noter que ce télescope n’est plus en service depuis 2018), les astronomes ont confirmé l’existence de plus de 4100 exoplanètes, dont 70% ont été identifiées grâce au télescope spatial Kepler.

Il est certain qu’il y a encore de nombreuses autres exoplanètes à découvrir dans notre galaxie, nous n’avons donc pas fini d’entendre parler de ces mondes similaires à la Terre !

Sources : The Astrophysical Journal Supplement Series, Carnegie Science

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