Cette exoplanète qui ne voulait pas mourir

Une exoplanète géante orbite autour d’une étoile qui a explosé depuis longtemps. C’est la première fois qu’une planète qui a survécu à ce type d’événement est observée, mais bien d’autres pourraient exister.

Dans quelques milliards d’années, notre Soleil se transformera en géante rouge, grandira encore et encore avant de finir par exploser, ne laissant derrière lui qu’une naine blanche. Que restera-t-il de la Terre et des autres planètes du système solaire ? A priori, pas grand-chose, même si le doute persiste.

Une étude parue dans Nature le 13 octobre 2021 affirme avoir trouvé une exoplanète (baptisée MOA2010BLG477Lb) qui a survécu à un événement similaire et qui orbite toujours autour de son étoile dépouillée. Les auteurs se sont intéressés à un signal détecté en 2010 et ont découvert qu’il s’agissait d’un système contenant une naine blanche et une planète semblable à Jupiter.

« Le signal avait en premier lieu été repéré grâce à la technique de la microlentille gravitationnelle, nous explique une des autrices Camilla Danielski, de l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie à Grenade. Mais nous avons ajouté une autre méthode basée sur l’observation directe en infrarouge. C’est comme ça que nous avons pu trouver ce couple. » L’astrophysicienne est liée à l’Institut d’astrophysique de Paris, dont de nombreux membres ont cosigné l’étude.

« NOUS SOMMES SÛRS DE NOUS »
Les précédentes observations certifiaient que cette configuration était possible en théorie, mais c’est la première fois qu’une planète est observée avec certitude autour d’une naine blanche. L’an dernier, une autre étude était parue sur le même sujet, mais les auteurs reconnaissaient qu’il y avait une incertitude, car la planète était d’une masse 14 fois supérieure à celle de Jupiter. En d’autres termes, il était très possible que ce ne soit pas une planète, mais une petite étoile comme une naine brune. « Ici, assure Camilla Danielski, nous savons que la planète fait à peu près la masse de Jupiter, nous sommes donc sûrs de nous. »

En plus, les auteurs en sont persuadés, la planète était bien là avant la transformation de l’étoile en naine blanche, car il n’y a pas de système binaire. Les modèles de formation des planètes auraient beaucoup de mal à expliquer comment un nouveau monde peut se former autour d’une naine blanche.

Pour ce qui est de l’étoile justement, des vérifications supplémentaires ont été faites, mais dans tous les cas de figure, impossible d’avoir affaire à une étoile dans sa séquence principale, avant sa transformation en géante rouge. Celle-ci est loin d’être suffisamment brillante. Ce n’est donc ni une naine brune, ni une étoile à neutron, ni un trou noir. Par élimination, c’est bien une naine blanche !

Il reste une incertitude autour de la distance entre les deux astres. À titre de comparaison, Jupiter et le Soleil sont éloignés de 5,6 unités astronomiques (une UA correspond à la distance Terre-Soleil). Dans ce système, les observateurs peuvent seulement dire que la distance est supérieure à 2,8 UA. Camilla Danielski précise : « Cela ne nous dit rien sur la distance qu’il y avait entre les deux pendant la séquence principale. La planète a pu migrer après la transformation en naine blanche, mais on ne sait pas non plus quand celle-ci a eu lieu. »

COMMENT SURVIVRE À L’APOCALYPSE
Alors comment une planète peut-elle survivre à de tels événements ? Difficile à dire, mais certaines études laissent entendre que la moitié des naines blanches ont en orbite autour d’elles des planètes qui ont survécu à leur évolution. Pour faire simple, cela dépend de la masse de l’étoile, de celle de la planète et de la distance entre les deux. En 2007, une étude suggérait que c’était possible, tant que la planète était en dehors de l’étoile lorsqu’elle s’étendait et se transformait en géante rouge. Une étape pas forcément facile puisque, dans le cas de notre Soleil, le diamètre serait multiplié environ par 200, ce qui engloberait Mercure, Vénus et probablement la Terre. Sauf dans le cas où le dégagement de son énergie repousserait les orbites des planètes.

Actuellement, il est difficile d’en savoir plus, car les naines blanches sont beaucoup plus petites et moins lumineuses que les étoiles dans leur séquence principale. Elles sont aussi beaucoup plus difficiles à détecter, d’autant plus s’il faut trouver des astres qui orbitent autour. « Nous savons que 97 % des étoiles de notre galaxie se transformeront en naine blanche, assure Camilla Danielski. Mais nous sommes actuellement limités par les moyens de détection. »

Mais cela pourrait changer dans un futur proche. L’observatoire Vera C. Rubin sera opérationnel en 2023 si tout se passe comme prévu. Ses détecteurs très sensibles seront capables de capter les objets peu brillants et il faut s’attendre à une multiplication des découvertes de naines blanches. Le télescope spatial Nancy-Grace-Roman, dont le lancement est prévu pour 2025, travaillera dans l’infrarouge et devrait aussi apporter de belles pierres à l’édifice.

Pour Camilla Danielski, les avancées possibles sont nombreuses, mais il faut faire évoluer les méthodes : « Notre étude a été rendue possible, car nous avons croisé deux techniques de détection. C’est quelque chose qui doit devenir une habitude en astronomie pour espérer en apprendre plus sur l’Univers. » La chercheuse espère, grâce à ces progrès, avoir une meilleure connaissance de toute la vie des étoiles : « Nous nous sommes longtemps intéressés aux étoiles de leur séquence principale. Mais les technologies vont nous permettre de connaître les étoiles plus jeunes, les plus vieilles… Mais aussi les planètes qui sont autour. Ce qui nous en apprendra sur l’évolution de tous ces astres. »

Source : https://www.numerama.com/sciences/747117-cette-exoplanete-qui-ne-voulait-pas-mourir.html

WASP-76b, une exoplanète infernale qui défie l’imagination

WASP-76b est une exoplanète sur laquelle il ne fait pas bon vivre du tout. C’est une certitude. Elle orbite tellement près de son étoile qu’il y règne une température infernale. Peut-être même plus que ce que pensaient les astronomes. Ils viennent en effet de découvrir du calcium ionisé en abondance dans son atmosphère.

Celle que les astronomes connaissent sous le nom de WASP-76b est une exoplanète étonnante. Elle a été découverte en 2016, à quelque 640 années-lumière de la Terre. C’est une Jupiter chaude sur laquelle les températures montent tellement haut que le fer peut se vaporiser. Parce qu’elle orbite très près de son étoile, une étoile de type F, légèrement plus chaude que notre Soleil. Tellement près qu’elle en fait le tour en seulement… 1,8 jour terrestre !

Et de nouveaux travaux suggèrent aujourd’hui que l’enfer n’est rien à côté de ce qui se joue sur WASP-76b. Des chercheurs de l’université Cornell (États-Unis) viennent en effet de découvrir, dans des spectres haute résolution de l’atmosphère de l’exoplanète obtenus par l’observatoire Gemini installé près du Mauna Kea (Hawaï), un rare trio de raies correspondant à la signature spectrale du calcium ionisé.

« Nous avons trouvé beaucoup de calcium. C’est vraiment une caractéristique marquée. Et cette signature spectrale pourrait indiquer que des vents extrêmes soufflent dans la haute atmosphère de WASP-76b ou que sa température est beaucoup plus élevée que nous le pensions », explique Emilie Deibert, chercheur à l’université de Toronto, dans un communiqué.

Mieux comprendre grâce à la diversité des exoplanètes
Notez que l’une des particularités de WASP-76b, c’est qu’elle montre toujours la même face au Soleil. De ce côté, les astronomes estiment maintenant sa température moyenne à près de 4.500 °C. De l’autre côté, la température est certainement plus fraîche. Mais elle reste au-dessus de 1.300 °C. Les chercheurs ont étudié la zone frontière entre le jour et la nuit. Et grâce à la vitesse de déplacement de la planète, ils ont pu distinguer son signal de celui des étoiles.

De quoi montrer que les télescopes actuels permettent déjà d’en apprendre plus sur la diversité des mondes extraterrestres. Sur les constituants de leurs atmosphères, leurs propriétés physiques, la présence de nuages ou de vents. Alors même qu’il y a seulement à peine plus de 25 ans, personne encore n’avait la preuve qu’il existait seulement des planètes ailleurs dans l’Univers.

Le programme ExoGemS va désormais continuer à explorer les atmosphères d’exoplanètes les plus variées, en masse et en températures. De celles qui sont assez chaudes pour faire pleuvoir du fer à celles sur lesquelles le climat est plus tempéré. De celles plus lourdes que Jupiter à d’autres, pas beaucoup plus grosses que la Terre. Le tout afin de permettre aux astronomes de mieux comprendre, par exemple, la fuite des gaz et autres éléments dans les atmosphères planétaires.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/exoplanete-wasp-76b-exoplanete-infernale-defie-imagination-94064/

Hubble et James Webb pourraient nous signaler s’il y a de la vie sur une exoplanète

La vie existe-t-elle ailleurs dans la Voie lactée ? Pour répondre à cette question, la première étape, c’est de parvenir à caractériser l’atmosphère des planètes rocheuses qui tournent autour des petites étoiles de type M, les plus nombreuses. Des chercheurs assurent que c’est possible grâce aux informations complémentaires que pourraient fournir les télescopes spatiaux Hubble et James Webb.

Dans la Voie lactée, les étoiles de type M sont les plus nombreuses. Ce sont des étoiles relativement froides, de petites tailles et masses. Principalement des naines rouges. Les astronomes aimeraient savoir si des planètes semblables à la Terre gravitent autour d’elles. Des exoplanètes munies d’une atmosphère qui les rendrait potentiellement habitables. « Si tel était le cas, cela nous ouvrirait à la recherche de la vie en dehors de notre Système solaire », commente Daria Pidhorodetska, chercheuse à l’université de Californie à Riverside (États-Unis), dans un communiqué.

Son équipe s’est demandée si le télescope spatial Hubble ou le télescope spatial James Webb — dont le lancement est prévu le 18 décembre prochain — pourraient être capables de détecter les atmosphères de telles exoplanètes. Elle a aussi modélisé les différents types d’atmosphère que les astronomes pourraient trouver autour de ces planètes de la banlieue de notre Système solaire. Car il faut savoir que les jeunes étoiles de type M passent par une période au cours de laquelle elles émettent un puissant rayonnement ultraviolet. Un rayonnement tel qu’il pourrait assécher les exoplanètes orbitant à proximité et déchirer une grande partie de leur atmosphère.

Les astronomes se sont concentrés sur une étoile baptisée L 98-59. Sa masse ne dépasse pas les 8 % de celle de notre Soleil. Mais elle ne se trouve qu’à 35 années-lumière de chez nous. Et on lui connait au moins trois planètes, probablement rocheuses. Ce qui en fait une cible idéale à étudier.

Des instruments capables de nous renseigner sur l’habitabilité des exoplanètes
Les chercheurs ont ainsi modélisé quatre scénarios :

celui d’atmosphères d’exoplanètes dominées par l’eau ;
celui d’exoplanètes avec des atmosphères composées d’hydrogène ;
celui d’atmosphères d’exoplanètes riche en dioxyde de carbone (CO2) ;
enfin, celui d’exoplanètes dont l’hydrogène de l’atmosphère se serait évanoui dans l’espace, ne laissant derrière lui qu’oxygène et ozone.
Le scénario d’atmosphères asséchées dominées par l’hydrogène apparait comme le plus probable. Du fait de la quantité de rayonnement que les exoplanètes qui tournent autour de L 98-59 reçoivent. Ainsi, même si ces planètes ne semblent pas habitables, elles offrent tout de même un aperçu intéressant de ce qui peut se produire dans de telles conditions un peu partout dans notre Galaxie.

Au-delà de ces modélisations, les astronomes notent que les télescopes spatiaux Hubble et James Webb pourraient tout à fait nous en apprendre plus sur les exoplanètes qui entourent L 98-59. Elles se situent en effet suffisamment proches de leur étoile hôte pour que des observations de leur transit et des mesures de la baisse associée de la luminosité de l’étoile deviennent intéressantes. Ainsi, quelques transits suffiraient à Hubble pour détecter — ou exclure — une atmosphère dominée par l’hydrogène ou la vapeur d’eau. Le télescope spatial James Webb n’en aurait pas besoin de plus d’une vingtaine pour caractériser une atmosphère riche en CO2 ou en oxygène. « Alors qu’il n’a été découvert qu’en 2019, le système L 98-59 est sur le point de révéler tous ses secrets », s’enthousiasme Daria Pidhorodetska.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/recherche-vie-extraterrestre-hubble-james-webb-pourraient-nous-signaler-il-y-vie-exoplanete-93894/

La structure de l’atmosphère d’une exoplanète dévoilée par les astronomes

En combinant les données renvoyées par deux télescopes différents, des astronomes sont parvenus à mettre à nu la structure supérieure de l’atmosphère d’une exoplanète. Ils révèlent la présence de nuages dont ils sont même parvenus à évaluer l’altitude.

Les astronomes la connaissent sous le nom de WASP-127b. Elle a été découverte en 2016. C’est une géante gazeuse située à plus de 525 années-lumière de notre Terre. Une exoplanète dans l’atmosphère de laquelle ils viennent de détecter des nuages. Avec un tel niveau de détail qu’ils ont même pu évaluer leur altitude et projeter la structure de la haute atmosphère de la planète.

Il faut dire que WASP-127b apparaît comme la candidate parfaite pour essayer d’en apprendre plus sur les atmosphères des exoplanètes. Elle est grande – environ 1,3 fois la taille du Jupiter -, elle est chaude – sa température peut monter jusqu’à 1.100 °C – et orbite très près de son étoile – elle en fait le tour en quatre jours seulement. Elle présente ainsi une atmosphère mince et ténue. L’idéal pour analyser sa composition à partir de la lumière que nous recevons de son étoile hôte après son passage au travers de ladite atmosphère.

Le mystère WASP-127b s’épaissit
Des chercheurs de l’université de Montréal (Canada) ont ainsi sondé l’atmosphère de WASP-127b à l’aide du télescope spatial Hubble pour les données dans l’infrarouge et du Very large Telescope (VLT) pour les données dans le visible. Et ils ont d’abord trouvé, comme prévu, du sodium. Mais à une altitude bien plus basse qu’attendu. Puis, ils ont découvert de la vapeur d’eau, visible dans l’infrarouge, mais pas dans les longueurs d’onde du visible. De quoi révéler la présence de nuages opaques – qui ne sont pas constitués de gouttelettes d’eau comme sur Terre – aux longueurs d’onde du visible, mais pas à celles de l’infrarouge.

Grâce à ces données d’absorption à haute résolution, les astronomes ont pu localiser ces nuages à une altitude étonnamment basse, correspondant à une pression atmosphérique comprise entre 0,3 et 0,5 millibar. Une nouvelle information surprenante concernant WASP-127b qui intrigue aussi les chercheurs par le fait qu’elle orbite dans la direction opposée à celle de la rotation de son étoile hôte, mais aussi dans un plan différent de celui de son équateur.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/exoplanete-structure-atmosphere-exoplanete-devoilee-astronomes-93784/

Des astronomes parviennent à étudier la météo d’une exoplanète distante

L’exoplanète lointaine WASP-127b suscite un grand intérêt pour les chercheurs en raison de ses caractéristiques hors du commun, dont notamment une hypothétique épaisse couche nuageuse. Récemment, une équipe internationale d’astronomes a pu confirmer la présence de ces nuages sur l’exoplanète, puis est parvenue à mesurer leur altitude avec une précision sans précédent.

En combinant les données d’un télescope spatial et d’un télescope terrestre, l’équipe a pu révéler la structure supérieure de l’atmosphère de la planète. Cela ouvre la voie à des études similaires sur de nombreux autres mondes lointains. L’étude a été présentée lors du Congrès scientifique Europlanet 2021 par le Dr Romain Allart.

WASP-127b, située à plus de 525 années-lumière, est une « Saturne chaude » — une planète géante de masse similaire à Saturne qui orbite très près de son étoile. L’équipe a observé la planète passer devant son étoile hôte afin de détecter les motifs qui s’incrustent dans la lumière de l’étoile lorsqu’elle est filtrée par l’atmosphère de la planète et altérée par ses constituants chimiques.

Combiner observations infrarouges et mesures en lumière visible
En combinant les observations infrarouges du télescope spatial Hubble (HST) de l’ESA/NASA et les mesures en lumière visible du spectrographe ESPRESSO du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral au Chili, les chercheurs ont pu sonder différentes régions de l’atmosphère. Et les résultats ont apporté quelques surprises. L’Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) est le spectrographe le plus précis au monde pour les mesures de vitesse radiale, une méthode permettant de détecter les exoplanètes.

Tout d’abord, comme cela a déjà été constaté pour ce type de planète, les astronomes ont détecté la présence de sodium, mais à une altitude beaucoup plus basse que celle à laquelle ils s’attendaient. Deuxièmement, il y avait de forts signaux de vapeur d’eau dans l’infrarouge, mais aucun dans les longueurs d’onde visibles.

« Cela implique que la vapeur d’eau à des niveaux inférieurs est filtrée par des nuages qui sont opaques aux longueurs d’onde visibles, mais transparents dans l’infrarouge », a déclaré Allart, de l’iREx/Université de Montréal et de l’Université de Genève, qui a dirigé l’étude. Les données combinées des deux instruments ont permis aux chercheurs de réduire l’altitude des nuages à une couche atmosphérique dont la pression se situe entre 0,3 et 0,5 millibar.

« Nous ne connaissons pas encore la composition des nuages, si ce n’est qu’ils ne sont pas composés de gouttelettes d’eau comme sur Terre », a déclaré Allart. « Nous sommes également perplexes quant à la raison pour laquelle le sodium se trouve dans un endroit inattendu sur cette planète. Les études à venir nous aideront à mieux comprendre non seulement la structure atmosphérique, mais aussi WASP-127b, qui s’avère être un endroit fascinant ».

WASP-127b, une planète qui suscite un intérêt grandissant
Avec une orbite complète autour de son étoile se produisant en environ quatre jours, WASP-127b reçoit 600 fois plus d’irradiation que la Terre et connaît des températures allant jusqu’à 1100 degrés Celsius. Cela « gonfle » la planète jusqu’à un rayon 1,3 fois plus grand que celui de Jupiter, avec seulement un cinquième de sa masse, ce qui en fait l’une des exoplanètes les moins denses ou les plus « pelucheuses » jamais découvertes.

La nature étendue des exoplanètes « duveteuses » les rend plus faciles à observer, et WASP-127b est donc une candidate idéale pour les chercheurs travaillant sur la caractérisation de l’atmosphère. Les observations de l’équipe avec l’instrument ESPRESSO suggèrent également que, contrairement aux planètes de notre système solaire, WASP-127b orbite non seulement dans la direction opposée à celle de son étoile, mais aussi dans un plan différent du plan équatorial.

« Un tel alignement est inattendu pour une Saturne chaude dans un vieux système stellaire, et pourrait être causé par un compagnon inconnu », a déclaré Allart. Toutes ces caractéristiques uniques font de WASP-127b une planète qui sera probablement très étudiée à l’avenir.

Une nouvelle méthode pour détecter la vapeur d’eau sur les exoplanètes lointaines
« Nous proposons un nouveau cadre pour rechercher la vapeur d’eau et d’autres espèces moléculaires à haute résolution. Malgré la bonne qualité des données, nous n’avons pas détecté de vapeur d’eau. Cependant, nous avons combiné ce résultat avec une détection à basse résolution d’eau à 1,3 micron pour contraindre la présence de nuages dans l’atmosphère de WASP-127b », écrivent les chercheurs.

Selon les chercheurs, leur étude montre pour la première fois que les données visibles à haute résolution peuvent être utilisées pour différencier les exoplanètes nuageuses et non nuageuses en mesurant la teneur en eau, et peuvent également fournir des informations essentielles sur la pression de la couche nuageuse. « Le cadre développé ici pour mesurer cette teneur en eau sera appliqué à d’autres exoplanètes dans l’enquête atmosphérique ESPRESSO GTO et d’autres enquêtes, telles que l’enquête atmosphérique NIRPS GTO », ajoutent-ils.

Source : https://trustmyscience.com/astronomes-parviennent-etudier-meteo-exoplanete-distante/

Nous pourrions trouver de la vie sur ces exoplanètes

Si on espère trouver des preuves de vie sur une exoplanète, mieux vaut chercher d’abord une planète semblable à la Terre. C’est ce que vous pensez ? Et bien des astronomes soulignent aujourd’hui qu’il pourrait être bien plus simple de se tourner vers un autre groupe d’exoplanètes. Ils en font la description.

Lorsque les astronomes ont commencé à se demander sur lesquelles parmi les milliers d’exoplanètes déjà découvertes et les millions encore à découvrir ils pourraient trouver des formes de vie, ils ont tout de suite pensé à se tourner vers les planètes semblables à la Terre, des exoterres. Par la taille, par la masse, par la température de surface ou encore par la composition de leur atmosphère. C’est somme toute plutôt logique.

Mais des chercheurs de l’université de Cambridge (Royaume-Uni) suggèrent aujourd’hui que d’autres exoplanètes pourraient être encore plus prometteuses. Des planètes plus grosses et plus chaudes que la notre, recouvertes d’océans et entourées d’une atmosphère riche en hydrogène. Des planètes plus nombreuses et faciles à observer que les exoterres. Les astronomes précisent également que de telles exoplanètes pourraient toujours soutenir la vie, même si elles se trouvaient en dehors de la zone habitable traditionnellement définie pour une Terre 2.0.

Rappelons que la plupart des exoplanètes découvertes à ce jour présentent justement une taille comprise entre celle de la Terre et celle de Neptune. Les chercheurs parlent de super-Terres ou de mini-Neptunes. Et par le passé, des études ont montré que la pression et la température sur ses planètes à l’atmosphère riche en hydrogène seraient trop élevées pour permettre le développement de la vie. Mais de récents travaux sur un cas particulier, celui de la mini-Neptune K2-18b, ont semé le trouble. Poussant les astronomes à définir la gamme complète des propriétés — des planètes et de leurs étoiles — pour lesquelles les conditions nécessaires à l’émergence de la vie pourraient être réunies.

Des biosignatures bientôt détectables
Voici donc comment les chercheurs de l’université de Cambridge décrivent aujourd’hui l’exoplanète idéale pour y rechercher la vie. Elle peut être jusqu’à 2,6 fois plus grande que la Terre et avoir des températures allant jusqu’à près de 200 °C. Mais les conditions qui règnent dans ses océans doivent être semblables à celles propices à la vie microbienne sur notre Planète. Certaines de ces exoplanètes pourraient n’être habitables que de leur côté sombre. D’autres pourraient être « froides », ne recevant que peu de lumière de leur étoile hôte.

Les astronomes vont donc désormais pouvoir se tourner vers toutes ces exoplanètes pour tenter d’y trouver des traces de biosignatures qui indiqueraient qu’elles abritent bien une forme de vie. Et certaines de ces biosignatures pourraient, selon les chercheurs, s’avérer facilement détectables dans un futur proche, grâce à des observations spectroscopiques. Une heureuse conséquence de leurs tailles plus grandes, de leurs températures plus élevées et de leurs atmosphères plus riches en hydrogène.

Les astronomes ont d’ailleurs déjà identifié des planètes qu’ils aimeraient étudier de plus près avec le télescope spatial James Webb. Des exoplanètes qui orbitent autour d’étoiles de type naine rouge et situées entre 35 et 150 années-lumière de la Terre. La candidate la plus prometteuse restant K2-18b.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/recherche-vie-extraterrestre-nous-pourrions-trouver-vie-ces-exoplanetes-93172/

Une étude plaide en faveur de la vie autour des naines rouges

Une étude récente suggère que l’impact des éruptions stellaires sur l’habitabilité des exoplanètes autour des étoiles naines rouges pourrait être plus faible qu’on ne le pensait auparavant. 

Les étoiles naines rouges sont très courantes. Elles représentent en effet environ 75 % des étoiles de la Voie lactée. C’est la raison pour laquelle la plupart des exoplanètes que nous avons découvertes sont en orbite autour de ces objets. Mais peuvent-elles abriter la vie ? Beaucoup pensent que non.

Et pour cause, les naines rouges sont beaucoup plus actives que les étoiles jaunes semblables au Soleil, émettant d’énormes éruptions solaires et de puissants rayons X. Et comme les naines rouges sont également plus petites et beaucoup plus froides, les planètes doivent se rapprocher davantage pour être potentiellement habitables, s’exposant ainsi à la colère de leur hôte. C’est pourquoi ces objets ont souvent été délaissés par les chasseurs d’extraterrestres… à tort ?

Une nouvelle étude révèle en effet que l’environnement pourrait ne pas être aussi mauvais que nous le pensions autour de ces étoiles.

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Dans le cadre de ces travaux, publiés dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, une équipe s’est appuyée sur les données du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA pour analyser les éruptions stellaires d’un petit échantillon de quatre naines rouges.

Une activité concentrée près des pôles

Chez notre Soleil, les éruptions solaires se produisent généralement au niveau de la région équatoriale. Pour cette raison, l’énergie et les particules projetées par ces événements peuvent rapidement frapper les planètes évoluant dans le système interne, Terre incluse. Heureusement pour nous, notre planète génère un puissant champ magnétique capable de nous protéger.

Jusqu’à présent, les astronomes pensaient que les naines rouges émettaient également des éruptions à partir de leurs régions équatoriales. Or, à partir de ces nouvelles données, il semblerait que la répartition des éruptions sur les naines rouges soit davantage concentrée près des pôles. Les éruptions observées dans le cadre de cette étude sont en effet toutes apparues au-dessus de la latitude de 60 degrés.

Naturellement, la taille de l’échantillon analysé n’est pas suffisante pour faire une généralité, mais si d’autres observations soutiennent la tendance, il s’agirait alors d’une excellente nouvelle pour les planètes évoluant autour de ces étoiles, puisque la plupart de ces événements potentiellement catastrophiques pour le vivant seraient dirigés hors du plan orbital.

Naturellement, les caprices de l’étoile ne sont pas les seuls facteurs à prendre en considération en matière d’exobiologie. Son rayonnement en est un autre. Et de ce côté là, les nouvelles ne sont pas très bonnes. D’après une étude récente, aucune des exoplanètes terrestres potentiellement habitables connues ne reçoit en effet assez de lumière pour soutenir une biosphère semblable à celle de la Terre.

Source : https://sciencepost.fr/vie-autour-des-etoiles-naines-rouges/?fbclid=IwAR3mbSBKq2ZUD5wIwq9avChSBiY-zf4vE_nK7oMXUS3prdgLGvLlo7ikUGg

L’exoplanète la moins massive connue à ce jour graviterait avec une planète océan

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.

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’astronomes qui a utilisé le Very 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 Poisson volant, à seulement 35 années-lumière du Système solaire, possédait au moins trois exoplanètes telluriques dont l’une était la plus petite connue à ce jour. La découverte de ces astres rocheux avait été faite en utilisant la méthode des transits et grâce au satellite Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la Nasa.

Biosignatures et habitabilité, des concepts à manier avec soin
Rappelons que Tess, cet œil en orbite de la noosphère, a pour l’un de ses objectifs de détecter des planètes 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 lactée sont des naines rouges et que l’on veut parvenir dans un avenir proche à détecter d’éventuelles biosignatures dans les atmosphères d’exoterres pouvant exister autour d’elles, on comprend aisément pourquoi Tess scrute les 1.000 naines rouges de type M les plus proches du Soleil, c’est-à-dire celles situées dans un rayon de moins de 100 années-lumière, environ 30 parsecs.

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’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’astrophysicien Franck Selsis, membre du CNRS et du Laboratoire d’astrophysique 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 planétaire pour une exoplanète nous donne sa période orbitale, son rayon et nous assure que si nous détectons également cette exoplanète par la méthode des vitesses radiales, nous aurons accès à sa masse et finalement sa densité, puisque nous connaissons déjà son rayon qui fixe son volume.

Des cibles pour la caractérisation des atmosphères des exoplanètes rocheuses
L’équipe menée par Olivier 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 télescope 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 Vénus. Avec L 98-59 c, elle est probablement trop chaude pour posséder de l’eau liquide 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 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 nez 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 Telescope (ELT) de l’ESO, en construction dans le désert 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’astrobiologie 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 JWST 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. »

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/exoplanete-exoplanete-moins-massive-connue-ce-jour-graviterait-planete-ocean-92862/

Première photo de Coconuts-2b, l’exoplanète la plus proche captée en imagerie directe

Une équipe de chercheurs de l’université de Hawaï a publié la photographie de l’exoplanète la plus proche captée en prise de vue directe. La géante gazeuse Coconuts-2b, aux caractéristiques bien particulières, orbite autour de son étoile à 35 années-lumière du Système solaire.

Si la recherche d’exoplanètes s’intensifie au fil des ans, rares sont celles qui ont été prises en photo. C’est le cas de Coconuts-2b, une géante gazeuse orbitant autour de l’étoile nommée Coconuts-2A (ou L 34-26) se situant à 35 années-lumière de la Terre. Une photographie de la planète, ténue mais perceptible, a été publiée en même temps qu’un article écrit par des chercheurs de l’Université de Hawaï pour The Astrophysical Journal Letter le 6 juillet 2021, en faisant ainsi l’exoplanète imagée la plus proche du Système solaire. Détecté en 2011 par le satellite Wise (Wide-field Infrared Survey Explorer), le système Coconuts-2 a été étudié par Zhoujian Zhang grâce au programme Coconuts (COol Companions ON Ultrawide orbiTS), permettant d’analyser les caractéristiques d’objets célestes et de systèmes stellaires éloignés.

Des caractéristiques surprenantes
Coconuts-2b possède des caractéristiques bien particulières, soulevant la curiosité des astronomes. Lors de sa détection, 10 auparavant, les données reçues de Wise laissaient supposer un objet céleste dérivant dans l’espace, sans orbite particulière. Les recherches réalisées par Zhang démontrent que l’exoplanète possède une période orbitale de 1,1 million d’années, une durée colossale due à la grande distance la séparant de son étoile Coconuts-2A, de 6,471 unités astronomiques. À titre comparatif, la période de révolution de Pluton n’est « que » de 248 ans.

Coconuts-2b est véritablement gargantuesque, avec une masse équivalente à six fois celle de Jupiter. Cette dernière, planète la plus importante de notre Système solaire, culmine à 1,898 × 1027 kg, soit 317 fois la masse terrestre. Du fait de ces caractéristiques, l’exoplanète est classée dans la liste des astres « extrêmes », dont les spécificités semblent inconcevables tant elles sont singulières.

Selon les chercheurs, le système semble encore relativement jeune. L’âge de Coconuts-2A se situe dans une fourchette assez large, entre 150 et 800 millions d’années, à l’instar de la géante gazeuse orbitant autour. La masse de la naine rouge ne fait qu’un tiers de celle du Soleil, ainsi qu’une température amoindrie malgré une forte activité stellaire et une période de rotation rapide de 2,83 jours. L’éloignement de son astre fait de Coconuts-2b une planète froide, ayant une température moyenne de 161 °C ou 434 kelvins.

Photographie du système Coconuts-2. © Zhang et al., UH, The Astrophysical Journal Letters

L’imagerie directe, une rareté dans la chasse aux exoplanètes
C’est aussi cet éloignement qui évite à l’exoplanète d’être littéralement noyée dans la lumière de son étoile, permettant ainsi sa visibilité en imagerie directe par les astronomes. Sa détection dépend aussi de la chaleur provenant des entrailles de la planète, détectable en fréquences infrarouges lointaines.

« Il est habituellement très difficile de détecter et étudier les émissions de lumière émises par les exoplanètes gazeuses, sachant qu’elles sont généralement couvertes par la plus forte luminosité de leurs étoiles. Grâce à sa grande période orbitale, Coconuts-2b sera un excellent sujet pour étudier l’atmosphère et la composition de jeunes géantes gazeuses », explique Zhoujian Zhang dans un communiqué de l’université de Hawaï.

La détection d’exoplanètes s’intensifie progressivement depuis le lancement de sondes telles que Wise en 2009 ou encore Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) en 2018 et ne devrait pas diminuer dans les années à venir. À quelques mois du lancement du James Webb Space Telescope, ce dernier devrait apporter de grandes avancées techniques dans ce domaine telles que l’analyse de l’atmosphère d’exoplanètes en à peine quelques heures.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/exoplanete-premiere-photo-coconuts-2b-exoplanete-plus-proche-captee-imagerie-directe-92861/

La rotation des 4 super-Jupiter de ce système stellaire proche a été mesurée

Il y a plus d’une décennie, des astronomes québécois obtenaient les premières images directes d’exoplanètes autour d’une étoile sur la séquence principale : HR 8799. Leurs collègues ont obtenu des estimations des vitesses de rotation propres de ces exoplanètes pour la première fois, ce qui ouvre des perspectives sur leur formation.

Il y a plus de deux siècles, le fait que les planètes du Système solaire soient toutes en orbite autour du Soleil dans des plans orbitaux très peu inclinés les uns par rapport aux autres et qu’elles tournent toutes dans le même sens avait été un indicateur précieux pour découvrir la théorie de la nébuleuse protosolaire de Kant-Laplace. Le philosophe et l’astronome, mathématicien et physicien, en avait déduit que la cosmogonie planétaire reposait sur l’existence initiale d’un nuage de matière en rotation et s’effondrant gravitationnellement. La force centrifuge perpendiculaire à l’axe de rotation du nuage s’opposant à cet effondrement, celui-ci avait fini par adopter la forme d’un disque avec au centre un proto-Soleil sphérique. D’une façon ou d’une autre, les planètes naissaient ensuite à l’intérieur de ce disque.

Les cosmogonistes planétaires modernes sont intéressés par la compréhension de la naissance des exoplanètes et par la comparaison des mécanismes qui en sont responsables avec ceux que l’on pense connaître dans le cas du Système solaire, ce qui permet de se servir des informations et contraintes observationnelles dans chaque cas pour mieux comprendre l’autre.

Des raies spectrales bavardes sur les exoplanètes
Une des informations concernant la genèse d’une planète se trouve dans sa rotation propre et pas seulement celle autour de son étoile hôte. C’est pourquoi les astronomes ont tenté de mesurer la rotation de certaines exoplanètes, et parfois avec succès il y a des années (lire notre précédent article ci-dessous). Un nouveau succès vient d’être annoncé, comme le prouve une publication d’une équipe internationale d’astronomes dans le fameux périodique Astronomical Journal.

L’article concerne un célèbre système planétaire dont quelques exoplanètes ont été les premières à être imagées directement et ce en 2008. Il s’agit de celui autour de HR 8799, une étoile variable de type K, située en direction de la constellation de Pégase à environ 130 années-lumière du Système solaire. Rappelons au passage que HD signifie que cette étoile est membre du catalogue Henry Draper (HD), un catalogue astronomique regroupant des données astrométriques et photométriques sur plus de 225.000 étoiles, nommé en l’honneur de Henry Draper (sa veuve avait financé la réalisation). Les étoiles contenues dans ce catalogue (qui couvre la totalité du ciel) sont de magnitude allant jusqu’à 9 ou 10, ce qui en fait des étoiles moyennes pour un télescope amateur et des étoiles brillantes dans un instrument professionnel.

Depuis 2008, les instruments pour la chasse aux exoplanètes et permettant de préciser leurs caractéristiques se sont affûtés. L’étude de HR 8799 avait été faite avec les télescopes du WM Keck Observatory et du Gemini North, tous deux situés sur le Mauna Kea à Hawaï. Le Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC) permet de faire de la spectroscopie à haute résolution, de sorte que l’on peut maintenant non seulement étudier les décalages Doppler produits par les exoplanètes HR 8799 b, c, d et e sur la lumière de l’étoile HR 8799, ce qui donne des renseignements sur les masses de ces exoplanètes par la méthode des vitesses radiales (on sait donc que ces quatre corps célestes sont des géantes de type Jupiter voire super-Jupiter), mais aussi des effets d’élargissement sur des raies spectrales d’absorption en rapport avec la composition chimique des atmosphères des géantes gazeuses de HR 8799.

Les astrophysiciens ont donc fait coup double de cette façon, grâce au KPCI. Non seulement ils ont mis en évidence la présence de molécules d’eau et de monoxyde de carbone (CO) dans les atmosphères de certaines de ces exoplanètes, mais la largeur des raies leur a donné accès à la vitesse de rotation propre de ces astres (rappelons que l’élargissement des raies spectrales a plusieurs causes mais l’on peut séparer les effets de ces causes dans l’analyse des mesures).

Des rotations fossiles issues de la cosmogonie planétaire
Les chercheurs ont donc déterminé que les vitesses de rotation minimales des planètes HR 8799 d et e étaient de 10,1 km/s et 15 km/s, respectivement. Cela se traduit par une durée de jour qui peut être aussi courte que trois heures mais peut également aller jusqu’à 24 heures. Pourquoi une telle incertitude ? Tout simplement parce que l’effet d’élargissement mesuré est fonction aussi de l’inclinaison relative par rapport à l’observateur de l’axe des exoplanètes. Or nous ne savons pas sous quels angles les exoplanètes de HR 8799 sont actuellement observées.

C’est aussi pour cette raison que la vitesse de rotation, toujours en surface, de HR 8799 c est évaluée à 14 km/s tout au plus ; la mesure de la rotation de la HR 8799 b n’était pas concluante. Pour donner une comparaison, on peut rappeler qu’une journée sur Jupiter dure près de 10 heures, avec une vitesse de rotation d’environ 12,7 km/s.

Pour comprendre une des raisons pour laquelle les astrophysiciens sont demandeurs de données sur les rotations propres des exoplanètes, il faut parler d’une théorie du freinage de la rotation des étoiles à leur naissance, théorie que l’on a appliquée au Soleil.

Lors de l’effondrement du nuage protosolaire, la loi physique de la conservation du moment cinétique a imposé au proto-soleil de tourner de plus en plus rapidement sur lui-même au fur et à mesure qu’il se contractait et continuait à accréter de la matière. Un calcul naïf montre alors que le Soleil devrait conserver une vitesse de rotation fossile beaucoup plus importante que celle mesurée de nos jours. Pour expliquer ce désaccord, on fait appel au phénomène de freinage magnétique.

Le proto-soleil devait déjà posséder des lignes de champs magnétiques, or ces lignes s’étendaient dans la partie du disque chaud et partiellement ionisé autour de lui. La théorie de la magnétohydrodynamique des fluides chargés permettant de conclure que les lignes de champs sont en quelque sorte gelées dans le disque chaud, la rotation du proto-soleil devait se coupler à une rotation de la matière du disque qui au final va agir comme un frein (la situation est plus complexe que cela, avec des jets, mais on peut se limiter à cette considération).

Cet effet de freinage magnétique devait peut-être aussi s’appliquer aux jeunes exoplanètes géantes en formation. On peut contraindre cette théorie et ces effets justement en étudiant les vitesses de rotation des exoplanètes dans de nombreux systèmes planétaires. Nous ne sommes encore qu’au début de ces études et selon les chercheurs, les données concernant HR 8799 accréditent la théorie du freinage magnétique qui prévoit des vitesses limites de rotation. Mais il reste encore à accumuler de la statistique, comme le disent les scientifiques dans leur jargon, pour exploiter cette fenêtre d’observation des arcanes de la genèse des planètes.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-rotation-4-super-jupiter-ce-systeme-stellaire-proche-ete-mesuree-53556/