Sur les désormais 3.409 exoplanètes découvertes, 2.325 l’ont été par le satellite Kepler de la Nasa. Ici, une illustration de la pluralité des mondes. © Nasa Ames, W. Stenzel

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Ils découvrent 114 exoplanètes, dont plusieurs potentiellement habitables

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Par Xavier Demeersman, Futura

Plus de 20 années de données collectées sur plus de 1.600 étoiles épiées avec le spectromètre Hires viennent d’être publiées. Une somme considérable que les chercheurs ont souhaité partager dans la perspective de nouvelles découvertes. Parmi les 357 exoplanètes détectées, plus d'une centaine sont nouvelles. L’une d’elle gravite autour de la quatrième étoile la plus proche de la Terre.

Pour multiplier les découvertes, les chasseurs d'exoplanètes ont besoin de notre aide face aux montagnes de données cumulées. C'est ce que proposent des pionniers comme Geoffrey Marcy, Paul Butler et Steve Vogt qui viennent de rendre publiques près de 61.000 mesures individuelles de plus de 1.600 étoiles, toutes établies depuis 1994 avec l'instrument Hires, installé au foyer du télescope géant Keck-I (10 m de diamètre), de l'observatoire W. M. Keck, au sommet du Mauna Kea, à Hawaï. Conçu à la fin des années 1980, bien avant que la première exoplanète (51 Pegasi b) ne fut découverte, en 1995, le spectromètre a été très sollicité ces vingt dernières années dans la recherche d'autres mondes au-delà de notre Système solaire.

Hires « s'est révélé une bête de somme dans ce domaine », a indiqué le professeur Vogt, de l'université de Californie et qui est le père-concepteur de cet appareil distingué par des récompenses. « Je suis très heureux d'avoir contribué à une science qui est en train de changer fondamentalement la perception de nous-même dans l'univers. »

Débordés, les chercheurs ont donc décidé de partager leurs données, accompagnées d'un véritable mode d'emploi pour qui veut contribuer à leurs recherches. « Un de nos principaux objectifs dans le présent document [le mode d'emploi est consultable ici, NDLR] est de démocratiser la recherche des planètes », a déclaré Greg Laughlin, de l'université de Yale, l'un des auteurs de l'étude à paraître dans The Astrophysical Journal. L'équipe ne cache pas qu'elle s'attend à de nombreuses nouvelles découvertes.

Illustration de la superterre GJ 411b. Son étoile hôte, distante de seulement 8,1 années-lumière, est plus de deux fois moins massive que notre Soleil. © Ricardo Ramirez

GJ 411 b, une superterre à seulement 8 années-lumière

Employant la méthode dite « de vitesse radiale », où l'exoplanète qui gravite autour d'une étoile est trahie par l'oscillation qu'elle lui imprime par sa gravité (mouvements fins décelables dans le spectre disséqué avec Hires), les astronomes ont épinglé 357 signatures tangibles au sein de leur catalogue. Parmi elles, quelque 225 étaient déjà connues et confirmées de longue date. S'y sont ajoutées 54 candidates avec une forte probabilité et 60 qui attendent leurs confirmations.

« Nous avons été très conservateurs dans cette étude pour ce qui compte comme exoplanètes candidates et ce qui ne compte pas, a expliqué Mikko Tuomi, de l'université de Hertfordshire, qui a réalisé une analyse statistique, et même avec ces critères exigeants, nous avons trouvé plus de 100 nouveaux candidats de planètes ».

L'un des cas les plus intéressants mis en avant par les chercheurs est la planète GJ 411 b. Située à seulement 8,1 années-lumière (presque deux fois la distance qui nous sépare de Proxima du Centaure), son étoile hôte également désignée Lalande 21185, environ 40 % de la masse du Soleil, est la quatrième étoile la plus proche de notre Système solaire. Avec une masse équivalent à 3,8 fois celle de la Terre, l'objet, qui lui gravite autour en un peu moins de 10 jours, ressemble plus à une superterre qu'à une Terre bis. Est-elle habitable ? Il est encore trop tôt pour le dire. Les auteurs soulignent néanmoins que la tendance à trouver les petites planètes (donc rocheuses) généralement autour des étoiles plus petites, se confirme.

Déjà riche de plus de 3.700 exoplanètes confirmées, le catalogue n'a de cesse de s'étoffer. Mais ce n'est encore rien quand on sait que notre galaxie compte plusieurs dizaines de milliards d'étoiles.

« La meilleure façon de faire progresser la recherche et d'approfondir notre compréhension de ce dont sont faites ces planètes est d'exploiter les capacités d'une variété d'instruments de précision de vitesse radiale puis de les déployer de concert, a indiqué Jennifer Burt du MIT. Mais cela demande aux grandes équipes de rompre avec la tradition et de commencer à mener de sérieux efforts de coopération », a-t-elle conclu.

Pour en savoir plus

1.284 exoplanètes de plus grâce au satellite Kepler de la Nasa !

Article de Xavier Demeersman publié le 12/05/2016

Une étude statistique des 4.302 exoplanètes candidates du catalogue de juillet 2015 de Kepler vient de faire exploser les compteurs : en une seule fois, 1.284 planètes sont ajoutées aux quelque 2.125 déjà connues et confirmées, ce qui fait un total de 3.409 mondes débusqués dans la Galaxie en 20 ans. Dans ce lot exceptionnel annoncé par la Nasa, neuf sont considérées comme potentiellement habitables (ce qui fait un total de 21 sur les 3.409).

Depuis que la chasse aux planètes situées autour d'autres étoiles que le Soleil s'ouvrit, il y a plus de 20 ans, avec la découverte de 51 Pegasi b (alias Dimidium, nom validé par l’UAI), le satellite Kepler, lancé en 2009, a permis aux chercheurs de réaliser des pas de géants.

Au cours des quatre années de sa première mission (malheureusement interrompue suite à un problème technique ; à présent, il est employé pour une seconde mission nommée K2), le télescope spatial a épié minutieusement les changements de luminosité de quelque 150.000 étoiles dans une seule direction de la voûte céleste. Le 9 mai, sur les 2.125 exoplanètes recensées et compilées dans l'Encyclopédie des planètes extrasolaires de Jean Schneider (depuis 1995), plus de la moitié d'entre elles provenaient des filets du seul Kepler. Le lendemain, le 10 mai, la Nasa officialisait l'ajout de 1.284 nouvelles planètes (la plus grosse prise unique) portant leur nombre total à 3.409 ! Pas moins de 2.325 sont du fait du satellite.

« Avant que le télescope spatial Kepler soit lancé, nous ne savions pas si les exoplanètes étaient rares ou communes dans la Galaxie », a rappelé Paul Hertz, directeur de la division astrophysique au siège de la Nasa, à Washington, qui en a profité pour remercier le satellite et son équipe ainsi que la communauté de chercheurs, car, grâce à eux, « nous savons maintenant qu'il pourrait y avoir plus de planètes que d'étoiles. Cette connaissance nous donne des informations pour les futures missions qui nous permettront de savoir si nous sommes seuls dans l'univers ».

Kepler explose le compteur des exoplanètes découvertes depuis 1995. En bleu foncé, les planètes qui n’ont pas été détectées avec le satellite lancé en 2009. En bleu clair, ses précédentes découvertes et en orange, le lot massif de 1.284 nouveaux mondes identifiés par une nouvelle méthode de validation. © Nasa Ames, W. Stenzel, Princeton University, T. Morton

Kepler à la recherche d'autres mondes

Dans cette quête d'autres mondes, il convient bien sûr de « séparer le bon grain de l'ivraie » et d'écarter parmi les innombrables candidats, les imposteurs. Les variations de luminosité des étoiles surveillées peuvent en effet avoir des causes autres (éruptions, naine brune, étoile double, etc.) que le passage d'une ou plusieurs planètes devant elle, dans la ligne de visée du satellite - à l'instar du transit de Mercure, petite planète rocheuse, observée par de nombreux Terriens ce lundi 9 mai.

Pour éviter cet écueil, cela impose aux astronomes de vérifier au cas par cas les signaux enregistrés. Un travail laborieux et gigantesque qui demande donc plusieurs années, au regard des milliers de planètes potentielles engrangées au cours de la première mission de Kepler (2009-2013).

Timothy Morton et son équipe ont, eux, développé une étude statistique (présentée à leurs pairs il y a quelques mois) croisant deux types de simulations de faux et vrai positif et l'évaluation du nombre d'imposteurs attendu afin d'épingler plus rapidement les planètes parmi les 4.302 candidates retenues dans le catalogue de juillet 2015 de Kepler. Lorsque la probabilité dépasse 99 %, la candidate est déclarée comme confirmée. Dans le lot, 707 se sont fait passer pour des exoplanètes et 1.327 pourraient bien en être (ce qui demande à être vérifié par d'autres méthodes).

« Les planètes candidates peuvent être considérées comme des miettes de pain. Si vous laissez tomber quelques grosses miettes sur le sol, vous pouvez les ramasser une par une. Mais, si vous renversez un sac tout entier de minuscules miettes, vous allez avoir besoin d'un balai. Cette analyse statistique est notre balai », résume le principal auteur de l'étude publiée dans The Astrophysical Journal.

Sur ce graphique apparaissent toutes les planètes potentiellement habitables connues avec leurs tailles relatives à celle de la Terre (Earth) et Mars (toutes deux en noir sur l'image). La bande verte marque la zone habitable où la température en surface permettrait à de l’eau de rester liquide. Cette région varie selon la luminosité et la température de l’étoile hôte. © Nasa Ames, N. Batalha, W. Stenzel

On connaît désormais 21 planètes potentiellement habitables

Parmi ces 1.284 exoplanètes ajoutées, 550 (ce qui n'est pas négligeable) ont une taille équivalente à celle de la Terre. Neuf d'entre elles figurent dans la zone habitable ou « tempérée » de leur soleil - où il ne fait ni trop chaud ni trop froid, de sorte que l'eau (s'il y en a) puisse être à l'état liquide. Cela porte à 21 les exoplanètes potentiellement habitables connues. Néanmoins, il faut préciser que des observations complémentaires des neuf planètes seront nécessaires, car leurs caractéristiques physiques sont encore mal connues.

« Ce travail va aider Kepler à atteindre son plein potentiel en produisant une compréhension plus profonde du nombre d'étoiles qui abritent des planètes de la taille de la Terre potentiellement habitables ; un nombre qu'il est nécessaire de connaître pour concevoir les futures missions de recherche d'environnements habitables et de mondes habités », a indiqué Natalie Batalha, de l'équipe scientifique de Kepler au Ames Research Center de la Nasa, à Moffett Field, en Californie, et coauteur de ces recherches.

Cette prodigieuse moisson promet de formidables découvertes avec son successeur Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite), dont le lancement est prévu en 2018. Durant au moins deux ans, le télescope spatial qui espionnera pas moins de 200.000 étoiles brillantes et relativement proches de nous dans la Galaxie, devrait détecter un nombre conséquent d'exoterres et de superterres, toujours par la méthode du transit planétaire.

« Cela nous donne de l'espoir que quelque part loin d'ici, autour d'une étoile comme la nôtre, nous puissions éventuellement découvrir une autre Terre », a déclaré Ellen Stofan, directrice scientifique au siège de la Nasa, à Washington. De nouveaux horizons se dessinent.

Interview : les exoplanètes sont-elles habitées ?  Il pourrait y avoir au moins 100 milliards de planètes simplement dans notre galaxie. Difficile d’imaginer qu’aucune ne puisse abriter la vie. Le Cnes a interviewé Michel Viso, responsable des programmes d’exobiologie, afin qu’il nous parle des conditions d'apparition de la vie dans l'univers. 

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