Illustration d'une exoterre. © andreiuc88, Adobe Stock

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Il y aurait six milliards de planètes semblables à la Terre dans la Voie lactée !

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[EN VIDÉO] Interview : qu'est-ce qu'une exoplanète ?  La question des exoplanètes est très ancienne en astronomie. Leur existence est pour la première fois attestée de façon indirecte dans les années 1990. Futura-Sciences a rencontré Jean-Pierre Luminet, astrophysicien de renom, afin qu’il nous parle plus en détail de ce passionnant sujet. 

L'héritage de la mission Kepler est bien vivant. Selon des analyses de données archivées, parmi les 400 milliards d'étoiles de la Voie lactée, environ six milliards sont semblables au Soleil et pourraient avoir en orbite autour d'elles ce qui pourrait être de vraies exoterres.

Dans le cadre du débat, durant depuis presque 60 ans, concernant l'évaluation des différents paramètres dans la fameuse équation de Drake permettant d’estimer le nombre de civilisations technologiquement avancées avec lesquelles nous pourrions communiquer par radio dans la Voie lactée, un groupe d'astronomes de l'université de la Colombie-Britannique vient de publier un article intéressant dans The Astronomical Journal. Même s'il ne s'agit en fait que de détecter leurs émissions radio, contenant éventuellement un message à destination des autres pour témoigner de leur existence alors que des abîmes de temps et d'espace rendent toutes communications et rencontres directes impossibles.

Comme Michelle Kunimoto et Jaymie M. Matthews l'expliquent dans cet article disponible en accès libre sur arXiv, ils ont compulsé les archives du défunt et mythique chasseur d'exoplanètes de la Nasa : Kepler. Même si c'est le Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) qui a succédé à Kepler pour la chasse aux exoplanètes par la méthode des transits, nous n'en avons pas terminé avec l'héritage de cette mission. En l'occurrence, les deux chercheurs font savoir que selon les analyses des données collectées par Kepler, complétées par celles de Gaia, il y aurait environ six milliards d'étoiles de type solaire, plus précisément de type G selon la fameuse classification de Harvard, dans la Voie lactée.

Mieux, il pourrait y avoir jusqu'à une planète semblable à la Terre pour cinq étoiles semblables au Soleil dans la Galaxie. Dans le cas présent, ce serait donc des planètes rocheuses à peu près de la taille de la Terre et en orbite autour d'une étoile de type G dans la zone d'habitabilité, là où de l'eau liquide pourrait exister. Rappelons tout de même que la notion de zone d’habitabilité n’est pas simple et qu'elle doit être maniée cum grano salis, comme l'avait expliqué à Futura l'astrophysicien Franck Selsis.

L'héritage de la mission Kepler. 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 ». © Nasa's Ames Research Center

0,18 planète semblable à la Terre par étoile de type G

Toujours est-il que selon Michelle Kunimoto, ses calculs « placent une limite supérieure de 0,18 planète semblable à la Terre par étoile de type G. L'estimation de la fréquence des divers types de planètes autour d'étoiles différentes peut créer des contraintes importantes sur la formation des planètes et les théories de l'évolution, et aider à optimiser les futures missions dédiées à la recherche d'exoplanètes ».

Dans le communiqué de l'université de la Colombie-Britannique où elle fait cette déclaration, son collègue Jaymie Matthews précise un tout petit peu plus d'où viennent ces chiffres : « Notre Voie lactée compte jusqu'à 400 milliards d'étoiles, dont 7 % de type G. Cela signifie qu'environ six milliards d'étoiles peuvent avoir des planètes semblables à la Terre dans notre Galaxie ».

Michelle Kunimoto précise, elle aussi, ce que les deux astronomes ont fait : « J'ai commencé par simuler la population complète d'exoplanètes autour des étoiles que Kepler a recherchées. J'ai marqué chaque planète comme "détectée" ou "manquée" selon la probabilité que mon algorithme de recherche de planètes les ait trouvées. Ensuite, j'ai comparé les planètes détectées à mon catalogue réel de planètes. Si la simulation a produit une correspondance étroite, alors la population initiale était probablement une bonne représentation de la population réelle de planètes en orbite autour de ces étoiles ».

Les recherches de Kunimoto se sont accompagnées d'un bonus en fournissant de nouveaux éléments en ce qui concerne la lacune de Fulton (en anglais Fulton gap), nommée ainsi d'après l'astrophysicien Benjamin J. Fulton, qui a découvert un curieux creux dans la courbe de distribution des populations d'exoplanètes classées selon leur rayon. Encore appelée fossé de Fulton, la lacune se manifeste par un manque dans cette population sur l'intervalle des tailles comprises entre 1,5 et 2,0 rayons terrestres pour les planètes avec des périodes orbitales inférieures à 100 jours.

L'astronome a constaté que la lacune de Fulton existe sur une plage de périodes orbitales beaucoup plus étroite qu'on ne le pensait auparavant. Ces résultats d'observation peuvent fournir des contraintes sur les modèles d'évolution des exoplanètes qui expliquent les caractéristiques du fossé de Fulton.

  • Notre Voie lactée compte jusqu'à 400 milliards d'étoiles, dont 7 % de type G, donc des étoiles de type solaire.
  • Cela signifie qu’environ six milliards d'étoiles peuvent avoir des planètes semblables à la Terre dans notre Galaxie si l'on se base sur les données collectées par la mission Kepler avec son satellite chasseur d'exoplanètes par la méthode des transits.
Pour en savoir plus

Kepler découvre huit nouvelles candidates au titre d'exoterre

Article de Laurent Sacco publié le 09/01/2015

Pour espérer découvrir des signes de vie dans l'atmosphère des exoplanètes il faut d'abord disposer d'un échantillon d'exoterres. Le satellite Kepler de la Nasa vient de nous livrer huit nouvelles candidates à ce titre. Deux d'entre elles, Kepler 438b et Kepler 442b, ont des rayons très proches de celui de notre planète et sont situées dans la zone d'habitabilité. Elles constituent à ce jour les astres connus les plus ressemblants à la Terre.

Le 7 janvier 2015, le célèbre site L'Encyclopédie des planètes extrasolaires, créé et mis à jour par l'astronome Jean Schneider, affichait 1.855 exoplanètes au compteur. Il s'agit des astres dont l'existence a été attestée mais, en réalité, il existe bien plus de candidats à ce titre qui attendent simplement confirmation. Si l'on se tourne vers le site de la mission Kepler, on constate qu'à cette même date plus de la moitié de ces exoplanètes attestées (1.004) ont été découvertes par Kepler. La Nasa vient d'annoncer que, parmi ces exoplanètes, plusieurs nouvelles exoterres potentielles ont été trouvées grâce à l'analyse des données collectées par Kepler depuis 2009.

Cette découverte a pu être faite grâce à l'observation de plus de 140.000 étoiles de la séquence principale dans une petite portion de la Voie lactée. Deux de ces exoterres potentielles sont même les plus semblables à la Terre découvertes à ce jour.Rappelons que, selon une des conventions souvent utilisées, on parle d'exoterres pour des exoplanètes essentiellement rocheuses, de tailles comparables à la Terre (plus précisément dont le rayon ne dépasse pas deux fois celui de notre planète) et sur lesquelles de l'eau liquide existerait. Au-delà d'une certaine taille, entre deux et dix masses terrestres, indépendamment du fait que l'astre soit situé ou non dans la zone d'habitabilité autour d'une étoile, on parle alors de superterres.

Des exoterres dont l'habitabilité reste à confirmer

Selon les chercheurs de la Nasa, Kepler vient ainsi de doubler le nombre de candidates connus au titre d'exoterres. Reste à savoir si ces petites nouvelles sont réellement habitables. Car il ne s'agit que d'une possibilité. En effet, il ne suffit pas de montrer qu'une planète se trouve dans l'intervalle des distances à son étoile hôte  qui conduit à l'existence de températures permettant à l'eau liquide d'exister pour que la vie puisse s'y développer. La nature de l'atmosphère qui entoure l'exoplanète peut aussi jouer un rôle crucial. C'est par exemple le cas sur Vénus, où les épaisses couches de nuages créent un effet de serre infernal.

Une vue d'artiste permet de se représenter les exoterres potentielles découvertes par Kepler et de comparer leurs tailles à celle de la Terre. Reste à déterminer la composition de leurs atmosphères pour savoir si elles sont vraiment habitables ou non. © Nasa

Parmi ces nouvelles exoterres potentielles on apprend l'existence de Kepler 438b et Kepler 442b qui bouclent respectivement leurs orbites autour de naines rouges situées à 475 et 1.100 années-lumière de la Terre en 35 jours et 112 jours. Le rayon de Kepler 438b est plus grand de 12 % que celui de notre planète et celui de Kepler 442b de 33 %.

Il faut toutefois garder en tête que l'on n'a pas utilisé la technique de confirmation standard de l'existence d'une exoplanète initialement découverte par la méthode du transit planétaire. Cette méthode donne le rayon d'une exoplanète mais, pour estimer sa masse et confirmer son existence, il fallait, encore récemment, utiliser en complément la méthode des vitesses radiales. L'ingéniosité des astronomes leur permet maintenant de se baser avec une certaine confiance sur les données des transits, bien que les résultats obtenus avec Kepler 438b et Kepler 442b ne soient pas à l'abri de toutes critiques.

Des exoplanètes dans des systèmes stellaires multiples

En l'occurrence, comme ils l'expliquent dans un article déposé sur arxiv, les astronomes ont utilisé un programme de traitement des données de Kepler baptisé Blender. Celui-ci a été mis en œuvre sur l'un des supercalculateurs de la Nasa du Ames Research Center : Pléiades. Cet ordinateur a déjà conduit à la découverte des deux premières exoterres potentielles autour d'étoiles de type solaire ainsi qu'à celle de la première exoplanète rocheuse plus petite que Mercure.

Les analyses ont également révélé que quatre des nouvelles exoterres se trouvent dans un système stellaire multiple. Cela confirme que des planètes peuvent malgré tout se former parfois dans de tels systèmes. Ce n'est d'ailleurs pas la première fois que l'on découvre des exoplanètes sur lesquelles on peut admirer de multiples coucher de Soleil comme dans Star Wars.

Kepler va sûrement être à l'origine d'autres découvertes car plus de 4.000 candidats au titre d'exoplanète ont été repérés grâce à lui et font désormais l'objet de travaux visant à confirmer ou réfuter leurs existences. Comme le dit Doug Caldwell, l'un des chercheurs impliqués dans ces avancées récentes et membre de l'institut Seti« avec chaque nouvelle découverte de ces petits mondes, probablement rocheux, notre confiance dans l'estimation de la fréquence de l'existence de planètes semblables à la Terre dans la Voie lactée se renforce. Le jour est proche où nous saurons à quel point des planètes rocheuses habitables similaires à la Terre sont communes ».

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