Depuis 25 ans, plus de 4.000 exoplanètes ont été découvertes, et parfois, des surprises restent cachées dans d'anciennes données. En réanalysant des observations du télescope spatial Kepler, des chercheurs ont pu confirmer l'existence d'une planète que les systèmes d'analyse automatique avaient classée comme faux positif. Cette planète est d'autant plus intéressante qu'elle est de taille terrestre et dans la zone habitable de son étoile. Prudence cependant, il est encore bien trop tôt pour affirmer qu'on a affaire à une véritable jumelle de la Terre.

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[EN VIDÉO] À quoi ressemblent les exoplanètes de Trappist-1 ? Cette animation de la Nasa montre les portraits possibles des sept exoplanètes découvertes en février 2017 autour de Trappist-1, à seulement 40 années-lumière de notre Système solaire. Il s'agit d'interprétations car personne ne les a vues. Elles sont supposées rocheuses et de tailles similaires à celle de la Terre et diffèrent sans doute entre elles. Trois sont dans la zone habitable et pourraient donc porter de l'eau liquide en surface.

Le système où se trouve cette nouvelle planète est Kepler-1649, à 300 années-lumièreannées-lumière de la TerreTerre dans la constellationconstellation du Cygne. L'étoileétoile centrale est une naine rougenaine rouge : sa massemasse est 20 % de celle du SoleilSoleil, son rayon 23 % de celui-ci et sa température de 3.000 °C, contre 5.500 °C pour le Soleil. Avec une magnitudemagnitude d'environ 16, elle est dix mille fois trop faible pour être visible à l'œilœil nu.

Kepler-1649, un système déjà connu

Ce système n'est pas inconnu car une première planète, Kepler-1649 b, y fut trouvée il y a quelques années. Décrite comme comparable à VénusVénus par sa taille (1,02 ± 0,05 fois le rayon de la Terre, contre 0,95 pour Vénus) et le flux lumineux reçu de son étoile (2,2 ± 0,1 fois celui de la Terre, contre 1,9 pour Vénus), elle parcourt son orbiteorbite en 8,7 jours et fut repérée par Kepler grâce à ses transitstransits.

Vue d'artiste de Kepler-1649 c autour de son étoile. Sa taille est comparable à celle de Terre. © Nasa, Ames Research Center, Daniel Rutter
Vue d'artiste de Kepler-1649 c autour de son étoile. Sa taille est comparable à celle de Terre. © Nasa, Ames Research Center, Daniel Rutter

Une planète de taille terrestre en zone habitable

Les données du télescope spatialtélescope spatial de la NasaNasa, dont la mission s'est achevée en 2018, d'abord analysées par un pipelinepipeline dédié, révélèrent pour ce système : Kepler-1649 b et un autre signal. Cependant, ce dernier avait été classé comme faux positif, c'est-à-dire un signal produit par autre chose qu'une planète (par exemple, la variation de luminositéluminosité intrinsèque de l'étoile). Dans le cadre de l'inspection visuelle systématique de ces faux positifs supposés, une équipe de scientifiques menée par Andrew Vanderburg a réanalysé les données du système Kepler-1649, ce qui permit de confirmer que ce candidat était bien dû à une planète. Leurs résultats sont décrits dans un récent article paru dans The Astrophysical Journal Letters (en libre accès sur arXiv).

Cette nouvelle planète, Kepler-1649 c, de taille comparable à la Terre - 1,06 (+0,15/-0,10) de rayon terrestre, soit 13.500 (+2.000/-1.300) kilomètres -, est située à 12 millions de kilomètres de son étoile et parcourt son orbite en 19,5 jours. Son étoile hôtehôte étant petite et froide, Kepler-1649 c reçoit environ 75 % du flux lumineux reçu du Soleil par la Terre, la plaçant dans la zone habitable de son système, là où une planète rocheuseplanète rocheuse pourrait avoir de l'eau liquideliquide.

D'autres exoplanètesexoplanètes sont probablement plus proches de la Terre en taille, comme Trappist-1 f et peut-être Teegarden c, ou en température, comme Trappist-1 d et TOI 700 d. Cependant, Kepler-1649 c est la planète connue la plus similaire à la Terre si l'on prend en compte ces deux aspects en même temps.

Une cousine de la Terre ? Pas sûr...

Comme le signalent les auteurs de l'étude, la prudence reste de mise quant à la similitude entre Kepler-1649 c et la Terre. De nombreuses caractéristiques de cette planète restent peu ou pas connues, dont son atmosphèreatmosphère, qui peut jouer de façon notable sur sa température. Par ailleurs, son environnement est très différent de celui de la Terre : en particulier, les naines rouges sont connues pour être éruptiveséruptives (même si aucune éruption de Kepler-1649 n'a pour l'heure été détectée) et Kepler-1649 c est probablement en rotation synchrone. Même si la planète a probablement une composition rocheuse (à confirmer en mesurant sa composition), elle pourrait être très différente de la nôtre, et même si elle sera certainement scrutée pour son potentiel astrobiologique, il est bien trop tôt pour affirmer que Kepler-1649 c est une jumelle de la Terre.

Comparaison de taille entre la Terre et Kepler-1649 c (vue d'artiste). © Nasa, Ames Research Center, Daniel Rutter
Comparaison de taille entre la Terre et Kepler-1649 c (vue d'artiste). © Nasa, Ames Research Center, Daniel Rutter

Une troisième planète ?

Les orbites de Kepler-1649 b et c ont une particularité : pendant que la première planète fait neuf fois le tour de son étoile, la seconde en fait presque exactement quatre. De tels rapports de période orbitalepériode orbitale correspondent souvent à des résonancesrésonances orbitales, mais un rapport 9:4 est relativement unique parmi les systèmes planétaires. Les résonances correspondent plus souvent à des rapports 2:1 ou 3:2. Ceci pourrait indiquer qu'une planète intermédiaire existe, avec laquelle les planètes connues seraient toutes deux en résonance 3:2. L'absence de détection de cette planète pourrait être due à sa petite taille ou à une inclinaison orbitale qui fait qu'elle ne transite pas devant son étoile.