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Kepler-10c, la première mégaterre

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Le bestiaire des exoplanètes compte un nouveau membre. On connaissait les superterres, ces planètes jusqu'à dix fois plus massives que la Terre. Aujourd'hui, on découvre l'existence d'une planète rocheuse 17 fois plus lourde que la nôtre ! Nous ne sommes donc plus à une surprise près.

Vue d'artiste de la première mégaterre découverte par l'observatoire spatial Kepler : Kepler-10c. © Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Une équipe d'astronomes vient d'annoncer avoir découvert une exoplanète tellurique 17 fois plus massive que la Terre. C'est tout simplement une « mégaterre » au sens ou elle a la densité de la Terre (5,8), mais avec une grande masse. Les théoriciens ont toujours pensé qu'un tel monde ne pouvait pas se former, car au-delà d'une certaine masse, il devrait capturer l'hydrogène qu'il produit et se transformer, en grossissant, en planète gazeuse comme Jupiter. La mégaterre Kepler-10c est l'objet tellurique le plus massif jamais découvert. Jusqu'à présent, la superterre la plus lourde était seulement dix fois plus massive que notre planète.

Comme le souligne l'astronome Xavier Dumusque du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), « nous avons été très surpris quand nous avons réalisé ce que nous avions trouvé »« C'est le Godzilla des terres ! » a même ajouté Dimitar Sasselov, professeur d'astronomie et directeur du projet sur les origines de la vie à l'université Harvard. « Mais à la différence du monstre des films de science-fiction, Kepler-10c a des implications positives pour la vie extraterrestre », a-t-il précisé dans le communiqué de presse annonçant cette découverte.

Révolution de 45 jours pour l’exoplanète Kepler-10c

Cette mégaterre tourne autour d'une étoile semblable au Soleil en seulement 45 jours. Une période de révolution très loin de celle de la planète GU Psc b, qui parcourt son orbite en 80.000 ans. Le système planétaire auquel appartient Kepler-10c se situe dans la constellation du Dragon, à quelque 560 années-lumière de la Terre. On lui connaît une autre planète, un monde de lave de trois fois la masse de la Terre, qui tourne en seulement 20 heures autour de son étoile : Kepler-10b.

Kepler-10c est une très vieille planète. Elle s'est formée il y a près de 10 milliards d'années à une époque de l'univers où les éléments lourds étaient très rares, alors que la première génération d’étoiles s'éteignait en supernovae, dispersant dans l'espace les nouveaux matériaux fabriqués et annonçant les étoiles de population II. © Esa, Nasa

En réalité, cette planète a été découverte en 2011 par le satellite Kepler de la Nasa, qui utilise la méthode des transits reposant sur la légère occultation de l'étoile quand une planète passe devant. Cette méthode permet seulement de calculer la taille (ou le diamètre) des objets observés. Il n'est pas possible de dire si l'objet en question est une planète tellurique ou gazeuse. À l'époque de la découverte de Kepler-10c, les astronomes ont pensé avoir affaire à un objet de la même famille que Neptune.

En utilisant l'instrument Harps-North, installé sur le Telescopio Nazionale Galileo à La Palma, une des îles Canaries, les astronomes ont mesuré avec précision la masse de Kepler-10c. La surprise fut grande lorsqu'il est apparu qu'elle devait être 17 fois supérieure à celle de la Terre.

Planètes comme la Terre formées très tôt dans l'histoire de l'univers

Expliquer la formation de Kepler-10c n'est évidemment pas simple. Lars Buchhave, astronome au CfA, se risque à une corrélation entre la durée de l'orbite d'une planète autour de son étoile et la taille à partir de laquelle une planète passe d'un monde rocheux à un monde gazeux.

Toutefois, cette mégaterre amène de nombreuses autres questions. En effet, avec un âge estimé à dix milliards d'années pour son étoile, la planète se serait formée au plus tard trois milliards d'années après le Big Bang. C'est très intéressant. On sait qu'au moment de sa formation, l'univers contenait seulement de l'hydrogène et de l'hélium. Tous les éléments lourds nécessaires à formation de planètes rocheuses ont été créés par la première génération d'étoiles, celles de type III très massives et aujourd'hui disparues. Ces nouveaux matériaux se sont dispersés dans l'espace au moment de l'explosion de ces étoiles, alors en fin de vie. Les étoiles des générations suivantes se sont alors formées à partir de gaz contenant des éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium.

Ce processus aurait pris des milliards d'années. Cependant, Kepler-10c montre que l'univers était en mesure de former des planètes rocheuses pendant une période où les éléments lourds devaient être encore rares. Avec la possibilité d'une formation plus tôt dans l'histoire de l'univers, le nombre de mondes potentiellement habités augmente donc. Autre conséquence, les plus vieilles étoiles connues ne devraient pas être exclues de la recherche de planètes semblables à la Terre.

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