1284 nouvelles planètes, dont certaines en « zone habitable »

Ces planètes confirmées doublent le palmarès du télescope spatial Kepler. Parmi elles, 9 sont rocheuses et en « zone habitable ».

Lorsqu’on parle du télescope spatial Kepler, on ne peut qu’imaginer de nouveaux mondes étranges. Le « chasseur d’exoplanètes », malgré des problèmes techniques, a observé un champ de 150.000 étoiles, à l’affût des signes permettant de détecter la présence de planètes. La NASA a fait mardi soir une nouvelle annonce de résultats provenant de ce télescope spatial : ce sont 1.284 nouvelles planètes extrasolaires que l’on peut ajouter au palmarès de Kepler.

Ce deuxième « lot », qui survient après les 715 annoncées en février 2014, double le nombre de planètes confirmées découvertes par Kepler. Mieux encore, parmi elles, neuf sont de taille inférieure à deux fois la taille de la Terre et en zone habitable.

Kepler détecte les exoplanètes par la méthode dite des « transits » : les astronomes analysent la lumière reçue d’une étoile pendant une période donnée, et recherchent les infimes baisses de luminosité qui correspondraient au passage d’une planète devant son étoile. Le même phénomène que l’on a pu observer cette semaine avec le passage de Mercure devant le Soleil !

Kepler 1284 nouvelles planètes

Vue d’artiste de certaines des planètes dont la découverte a été rendue publique mardi 10 mai 2016 (Source : NASA).

Cette méthode a ses limites : pour qu’un tel événement se produise, il faut que l’orbite de l’exoplanète soit inclinée de telle manière à ce que l’on puisse voir son passage de la Terre. S’il n’y a pas de détection autour d’une étoile donnée, cela ne signifie donc pas qu’elle est dépourvue de planète, mais qu’elle n’en possède pas qui parcoure une orbite inclinée de manière à ce que Kepler puisse l’enregistrer.

Bien sûr, toutes les détections ne sont pas forcément vérifiées. Il y a des « fausses positives », des événements qui font baisser la lumière de l’étoile comme s’il y avait une planète, sans que cela soit le cas. C’est le cas par exemple lorsqu’une étoile très petite passe devant son compagnon dans un système binaire. Il est donc nécessaire d’éliminer ces cas et de confirmer l’existence de ces planètes (par exemple en utilisant d’autres méthodes à partir d’observatoires terrestres).

Aujourd’hui, ce sont donc bien des planètes vérifiées que la NASA vient d’annoncer. A côté de celles-ci, il y en a 1.327 autres restant à vérifier.

Kepler planètes habitables

Schéma représentant les 21 planètes rocheuses de moins de 2 fois la taille de la Terre situées en « zone habitable » (en vert) et découvertes par Kepler. Les planètes bleues avaient déjà été découvertes, et les planètes orange sont celles annoncées mardi 10 mai 2016. (Source : NASA)

Non seulement les scientifiques en charge de la mission Kepler ont annoncé de nouvelles planètes, mais ils ont en plus mis au point un programme d’analyse statistique permettant de mieux identifier le signal provenant d’une planète, par rapport à d’autres signaux « parasites ».

Timothy Morton, de l’université de Princeton, auteur de l’étude publiée dans l’Astrophysical Journal, explique : « On peut penser aux planètes candidates comme à des miettes de pain. Si vous jetez quelques grosses miettes sur le sol, vous pouvez les ramasser une par une. Mais si vous répandez un gros sac de petites miettes, vous allez avoir besoin d’un balai. Cette analyse statistique, c’est notre balai ». Un « balai » qui leur permet donc d’affirmer que chaque planète confirmée l’est à 99%. Et a permis d’éliminer 428 « fausses positives ».

Dans le lot de 1.284 planètes, 550 pourraient être des planètes rocheuses, comme la Terre, Mars ou Vénus. Et parmi ces dernières, neuf sont plus intéressantes que les autres, du fait de leur position autour de leur étoile. Elles sont à une distance où la quantité de rayonnement reçu de leur soleil leur permet théoriquement d’avoir de l’eau liquide à leur surface, ce qui est une condition nécessaire à l’apparition de la vie telle que nous la connaissons, et sont de taille proche de celle de notre planète (moins de 2 fois la taille de la Terre). Cela porte à 21 le nombre de planètes de ce type découvertes par le seul Kepler (d’autres ont été découvertes par d’autres instruments).

Lorsqu’on voit le nombre de planètes découvertes par Kepler dans une zone de l’espace encore limitée, cela laisse entrevoir un très grand nombre de planètes dans la galaxie, et une proportion intéressante d’entre elles qui soient rocheuses, voire également en zone habitable. Les scientifiques travaillant avec les données de Kepler espèrent bien arriver à mieux appréhender les chances de trouver un jour d’autres terres.

« Ce travail va aider Kepler à atteindre son potentiel en nous apportant une compréhension plus profonde du nombre d’étoiles hébergeant des planètes de la taille de la Terre potentiellement habitables, un nombre dont nous aurons besoin pour concevoir les futures missions qui rechercheront des environnements habitables et des mondes vivants », explique Natalie Natalha, du centre de recherches Ames de la NASA et co-auteure de l’étude.

« Avant que le télescope spatial Kepler soit lancé, nous ne savions pas si les exoplanètes étaient rares ou communes dans la galaxie », explique Paul Hertz, directeur de la division astrophysique de la NASA. « Grâce à Kepler et à la communauté scientifique, nous savons maintenant qu’il pourrait y avoir davantage de planètes que d’étoiles. »

Kepler n’a pourtant pas les moyens de déterminer si une planète peut réellement héberger la vie. Pour des observations plus détaillées, il faudra attendre de futures missions équipées pour détecter les atmosphères éventuelles de ces exoplanètes.

Depuis son lancement en 2009, le télescope spatial Kepler est devenu le plus grand chasseur d’exoplanètes de l’histoire. A fin 2015, on lui devait 1.030 exoplanètes confirmées (par d’autres observations), ce qui représentait alors plus de la moitié de ces mondes extrasolaires connus. Il avait aussi en stock 3.660 planètes candidates, en attente de confirmation (ou d’infirmation).

Pourtant, la vie de Kepler n’a pas été de tout repos. Entre 2009 et 2013, il a scruté le même endroit du ciel, une petite zone située entre les constellations de la Lyre, du Dragon et du Cygne qui ne représente que 0,25% du ciel : il faudrait donc 400 « Keplers » pour couvrir simultanément l’ensemble de la voûte céleste.

C’est dans cette portion réduite qu’il a effectué toutes ses premières découvertes, y compris celles annoncées aujourd’hui, observant des étoiles situées à moins de 3.000 années-lumières de nous. Au-delà, la luminosité des étoiles est trop faible pour que le télescope spatial détecte la différence due au passage d’une planète.

En 2012, deux sur quatre des rouages utilisés pour pointer le télescope spatial dans la direction désirée tombent successivement en panne. On pense un instant que c’est la fin de Kepler, lorsqu’à l’été 2013 la NASA renonce à le réparer.

Mais c’est compter sans l’imagination des ingénieurs au sol. Ils imaginent un système qui utilise la force du vent solaire pour se substituer aux rouages manquants. Il est de nouveau possible d’utiliser Kepler, avec cependant de nouvelles limites. Plus question de se concentrer sur un secteur choisi, cette fois, il est nécessaire de le braquer dans le plan de l’écliptique, celui de l’orbite terrestre… Dans le ciel, cela revient grosso modo à n’observer que les constellations du zodiaque, un morceau après l’autre. De plus, il est indispensable d’effectuer un repositionnement tous les 80 jours, pour éviter que la lumière du Soleil pénètre dans le télescope.

La mission baptisée K2, qui prend en compte ces nouvelles contraintes, a ainsi pu débuter en mars 2014, avec des phases d’observation effectuées toujours sur des portions de 0,25% du ciel… mais en des lieux successifs du zodiaque. A l’heure actuelle, huit de ces « cibles » ont été explorées. Là, il ne s’agit plus seulement d’étudier des exoplanètes, mais aussi d’autres phénomènes cosmiques, comme les supernovas. Et on espère aussi des résultats passionnants.

Source : L’Obs

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, les expositions « Promenade spatiale au fil des ondes » et « La recherche de la vie dans l’Univers« , ainsi que  la page Astronomie/Physique.

Une réflexion au sujet de « 1284 nouvelles planètes, dont certaines en « zone habitable » »

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