Vue d'artiste d'une exoplanète de type terrestre. © Nasa, Ames, JPL-Caltech, T. Pyle
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La Chine voudrait un télescope spatial pour chercher des planètes comme la Terre

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Il est très intéressant de voir la Chine se lancer dans la recherche d'exoplanètes. D'ici quelques semaines, elle pourrait officialiser le développement d'un observatoire à sept petits télescopes qui aura, parmi ses objectifs, la découverte de Terres 2.0. C'est-à-dire des planètes qui présentent de nombreuses similitudes avec la Terre et donc potentiellement habitables. Ce projet ressemble au Plato de l'Agence spatiale européenne mais en moins ambitieux. L'éclairage de Jean Schneider, astronome à l'Observatoire de Paris-Meudon.

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La Chine envisage d'étoffer son programme spatial et pourrait décider courant juin de donner son feu vert à la réalisation d'un observatoire spatial dédié à la recherche d'exoplanètes et de planètes semblables à la Terre. Baptisé Earth 2.0, le but de cet observatoire est de découvrir des planètes semblables à la Terre en taille, masse et constitution, et surtout évoluant dans la zone d'habitabilité de leur étoile. Ces planètes, dont on suppose qu'elles auraient les conditions propices pour que de l'eau à l'état liquide existe et seraient donc habitables, voire habitées, sont appelées Terre 2.0, ou Earth 2.0, en anglais. D'où le nom du projet chinois.

Si plus de 5.000 exoplanètes ont été mises au jour depuis la découverte de la première d'entre elles (51 Pegasi b) en octobre 1995 par Michel Mayor et Didier Queloz, aujourd'hui aucune ne correspond à la définition d'une Terre 2.0. En effet, malgré les progrès de la technologie et des techniques d'observations qui se sont améliorées, avec les télescopes actuels il est extrêmement difficile de trouver de petites planètes semblables à la Terre. Pour l'instant, les seules planètes telluriques découvertes évoluant dans des zones d'habitabilité sont plus grandes que la Terre. Et donc, les chances d'y découvrir de la vie sont tout de même assez réduites.

Pour l’instant les seules planètes telluriques découvertes évoluant dans des zones d’habitabilité sont plus grandes que la Terre

Earth 2.0 est un satellite qui utilisera sept petits télescopes qui pourraient être lancés en 2026, soit seulement quatre ans après sa sélection. Il présente de nombreuses similitudes avec la mission Plato de l'Agence spatiale européenne dont le lancement est également prévu en 2026. Mais, si Earth 2.0 est composé de sept télescopes, Plato en utilisera 34. Pour Jean Schneider, astrophysicien, directeur de recherche émérite du CNRS à l'Observatoire de Paris-Meudon, « ce planning est très ambitieux comparativement à Plato dont le lancement est prévu en 2026, 12 ans après sa sélection en 2014 ». Certes, l'observatoire chinois semble techniquement moins complexe que Plato mais tout de même, le « réaliser en seulement quatre années est très ambitieux ».

Tant que le projet n'a pas été approuvé par l'Académie des sciences chinoise qui le porte, les informations sont plutôt succinctes. Ce que l'on sait, c'est qu'il devrait fonctionner pendant au moins quatre ans. Six de ses sept télescopes pointeront en direction des constellations du Cygne et de la Lyre, la même région du ciel observée de 2009 à 2018 par le télescope Kepler de la Nasa qui avait parmi ses objectifs, celui de découvrir quelques-unes de ces fameuses Terre 2.0. Le choix d'observer cette région s'explique par la très grande quantité de données acquises par Kepler.

Le septième télescope du satellite cherchera des planètes par microlensing. Il s'agit d'une technique d'observation nouvelle qu'Euclid (ESA), lancé en 2023, et Plato mettront également en œuvre. Les Chinois ne seront donc pas les premiers à l'utiliser. Cette recherche de planètes par microlensing se focalisera principalement sur les planètes dites vagabondes, c'est-à-dire qui errent dans l'espace sans tourner autour d'aucune étoile en particulier.

Pour détecter des exoplanètes, Earth 2.0 utilisera la méthode dite du transit planétaire qui repose sur la mesure des faibles variations périodiques de la luminosité d'une étoile lorsqu'une planète passe devant elle. Il est prévu qu'il observe quelque 1,2 million d'étoiles dont des astres plus sombres et plus lointains que le satellite Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la Nasa, qui étudie les étoiles brillantes près de la Terre.

On pense savoir maintenant que des exoterres, c'est-à-dire des exoplanètes avec un rayon compris entre une et deux fois celui de la Terre et où de l’eau liquide pourrait exister, se trouvent en grand nombre dans la Voie lactée. Comme il est montré ici, elles ne sont ni trop proches ni trop éloignées de leur soleil. C'est uniquement dans la zone d'habitabilité (habitable zone, en anglais) représentée en vert que les températures de surface sont compatibles avec une vie telle que nous la connaissons. © Petigura and Marcy, UC Berkeley-Howard, UH-Manoa

Découvrir des planètes très ressemblantes à la Terre

Sans surprise, cet observatoire surpassera Kepler en capacité d'observation du ciel. Une avancée qui s'explique par les progrès de la technologique et de la science. Rappelons que Kepler a été conçu au début des années 2000, il y a déjà plus de vingt ans. Earth 2.0 sera 10 à 15 fois plus puissant que Kepler. Étonnamment, les Chinois comparent volontiers Earth 2.0 à Kepler et annoncent, à juste titre, qu'il le surpassera, mais ils se gardent bien de le comparer à Plato « qui lui-même sera plus puissant que Kepler et Tess, et vraisemblablement plus performant que Earth 2.0 », souligne Jean Schneider, également membre de l'équipe Plato.

Malgré l'échec de Kepler à découvrir des Terres 2.0, les Chinois sont assez optimistes et sont convaincus qu'ils pourraient en découvrir une douzaine pendant les quatre années de la durée de vie de leur observatoire. Ce serait évidemment une performance remarquable mais bien en deçà des promesses de Plato. En effet, on s'attend à ce que Plato découvre quelques milliers de planètes, dont un millier d'exoplanètes telluriques semblables à la Terre parmi lesquelles une centaine dans la zone d'habitabilité de leur étoile.

Quant à savoir si ces planètes Terre 2.0 découvertes par Earth 2.0 ou Plato sont habitées, c'est une autre paire de manches. Pour Jean Schneider, en théorie il serait « possible de détecter une forme de vie sur ces planètes en utilisant la technique de l'analyse de la signature spectrale de l'exoplanète observée ». Par exemple, une preuve de vie exoplanétaire est « attendue via l'étude spectrale IR, sensible à la présence d'ozone, liée à la présence d'oxygène, et donc à une chimie particulière qui est au moins dans un cas connu propice à la vie ».

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