L 98-59 est une naine rouge M très proche du Soleil avec plusieurs exoplanètes rocheuses. Elles sont à portée du télescope James-Webb et sont destinées à devenir une des pierres angulaires de l'exoplanétologie comparative des planètes telluriques en ce qui concerne l'analyse des atmosphères. Ce système contient la moins massive des exoplanètes détectées à ce jour, sœur de trois autres dont l'une est peut-être une planète océan.

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    Le système planétaire autour de l'étoile L 98-59 revient sur le devant de la scène avec une publication dans Astronomy & Astrophysics provenant d'une équipe d'astronomesastronomes qui a utilisé le Very Large TelescopeVery Large Telescope de l'Observatoire européen austral (le VLT de l'ESO) au Chili pour confirmer et préciser ce que l'on savait déjà à son propos.

    En 2019, la Nasa avait déjà annoncé que cette naine rouge de la constellation australe du PoissonPoisson volant, à seulement 35 années-lumièreannées-lumière du Système solaireSystème solaire, possédait au moins trois exoplanètesexoplanètes telluriques dont l'une était la plus petite connue à ce jour. La découverte de ces astresastres rocheux avait été faite en utilisant la méthode des transits et grâce au satellite Tess (Transiting Exoplanet Survey SatelliteTransiting Exoplanet Survey Satellite) de la Nasa.


    Les méthodes de détection des exoplanètes se sont largement diversifiées depuis les années 1990. Elles peuvent se classer en deux grandes catégories, les méthodes directes et les méthodes indirectes. Les trois méthodes principales sont la méthode directe d’imagerie, la méthode indirecte du transit et la méthode indirecte de la vitesse radiale. © CEA Recherche

    Biosignatures et habitabilité, des concepts à manier avec soin

    Rappelons que Tess, cet œilœil en orbiteorbite de la noosphère, a pour l'un de ses objectifs de détecter des planètes telluriquesplanètes telluriques dont la taille est proche de celle de la Terre et qui sont situées dans la zone habitable. Comme la majorité des étoiles dans la Voie lactéeVoie lactée sont des naines rouges et que l'on veut parvenir dans un avenir proche à détecter d'éventuelles biosignatures dans les atmosphèresatmosphères d'exoterresexoterres pouvant exister autour d'elles, on comprend aisément pourquoi Tess scrute les 1.000 naines rouges de type M les plus proches du SoleilSoleil, c'est-à-dire celles situées dans un rayon de moins de 100 années-lumière, environ 30 parsecsparsecs.

    Rappelons également à nouveau que la détermination de ce que l'on pourra vraiment appeler une biosignature de façon convaincante est loin d'être évident et que le fait qu'une exoplanète soit située dans la zone d'habitabilitézone d'habitabilité de son étoile hôte ou légèrement en dehors n'est pas non plus une preuve que la vie puisse ou ne puisse pas s'y développer. L'astrophysicienastrophysicien Franck Selsis, membre du CNRS et du Laboratoire d'astrophysiqueastrophysique de Bordeaux (LAB), a expliqué de quoi il en retournait à ce sujet à plusieurs reprises dans des articles pour Futura, par exemple à l'occasion de la découverte de Trappist-1.

    La mesure d'un transit planétairetransit planétaire pour une exoplanète nous donne sa période orbitalepériode orbitale, son rayon et nous assure que si nous détectons également cette exoplanète par la méthode des vitesses radialesméthode des vitesses radiales, nous aurons accès à sa massemasse et finalement sa densité, puisque nous connaissons déjà son rayon qui fixe son volumevolume.


    Une équipe d'astronomes a utilisé le Very Large Telescope de l'ESO au Chili pour jeter une nouvelle lumière sur les planètes autour d'une étoile proche qui ressemblent à celles du Système solaire interne. Cette vidéo résume ce qu'ils ont trouvé sur le système planétaire, appelé L 98-59. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © ESO

    Des cibles pour la caractérisation des atmosphères des exoplanètes rocheuses

    L'équipe menée par OlivierOlivier Demangeon, chercheur à l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço de l'université de Porto au Portugal et auteur principal de la nouvelle étude portant sur L 98-59, a justement pu mettre cette stratégie en œuvre en réalisant des mesures de vitesse radiale avec Espresso (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) équipant le VLT de l'ESO et avec son prédécesseur, l'instrument Harps (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) au télescopetélescope de 3,6 mètres de l'observatoire de La Silla. Les chercheurs ont non seulement déterminé les masses et les rayons des trois exoplanètes déjà connues mais ils ont des indices de l'existence de planètes supplémentaires.

    L 98-59 est une naine rouge, donc son système planétaire est plus compact que dans le cas du Soleil comme le montre la vidéo ci-dessus. Les mesures par la méthode des vitesses radiales confirment la présence des trois exoplanètes telluriques détectées par Tess ainsi que l'existence de la moins massive des planètes rocheuses connues et maintenant dont la masse ait jamais été mesurée à l'aide de cette méthode. C'est la plus proche de son étoile et on la nomme donc en toute logique L 98-59 b. Les astronomes la présentent comme ayant la moitié de la masse de VénusVénus. Avec L 98-59 c, elle est probablement trop chaude pour posséder de l'eau liquideliquide à sa surface.

    Le cas de L 98-59 d est différent. L'estimation de sa densité laisse penser qu'il pourrait s'agir d'une planète océanplanète océan avec une masse constituée à 30 % d'eau. Mais comme dans le cas de L 98-59 b et c, nous n'avons pas d'information sur l'existence ou non d'une atmosphère ainsi que sa nature.

    L 98-59 d vient d'entrer sur scène et elle se trouve dans la zone d'habitabilité. Mais encore une fois, rien ne prouve en l'état qu'elle soit bien habitable avec de l'eau liquide en abondance. Tout dépend de la quantité d'eau qu'elle a héritée lors de sa formation, de sa conservation ultérieure malgré les colères de sa naine rouge pouvant éroder une atmosphère dont la composition et l'existence actuellement sont inconnues.

    L 98-59 e pointe maintenant le bout de son neznez mais sa présence reste à confirmer.

    L'étude des planètes autour de l'étoile L 98-59 va se poursuivre et dans un premier temps déjà avec le futur James Webb Space Telescope. L'Extremely Large TelescopeExtremely Large Telescope (ELT) de l'ESO, en constructionconstruction dans le désertdésert chilien d'Atacama et qui devrait commencer ses observations en 2027, est très prometteur, comme l'explique dans un communiqué de l'ESO María Rosa Zapatero Osorio, astronome au Centre d'astrobiologieastrobiologie de Madrid, en Espagne et l'un des auteurs de l'étude publiée aujourd'hui : « L'instrument HIRES sur l'ELT pourrait avoir la puissance nécessaire pour étudier les atmosphères de certaines des planètes du système L 98-59, complétant ainsi le JWSTJWST depuis le sol ».

    Olivier Demangeon ajoute quant à lui que : « Ce système est précurseur de ce qui est à venir. En tant que société, nous courons après les planètes terrestres depuis la naissance de l'astronomie et nous nous rapprochons enfin de plus en plus de la détection d'une planète terrestre dans la zone habitable de son étoile, dont nous pourrions étudier l'atmosphère. »