Une collision de planètes expliquerait les caractéristiques de l’exoplanète Kepler-107 c
— Actualités du 5 mars 2019 —
Dans la grande majorité des cas, on ne peut obtenir que des informations très limitées sur les exoplanètes, ces mondes qui orbitent autour de lointaines étoiles. En combinant les méthodes de détection, il est possible de connaître avec plus ou moins de précision le diamètre, la masse et les paramètres orbitaux de ces exoplanètes. Pourtant, ces quelques informations peuvent déjà raconter des histoires fascinantes.
Dans le système Kepler-107 situé à 1700 années-lumière de chez nous. Kepler-107 est une étoile de type spectral G2, assez similaire au soleil. Le système Kepler-107 a quatre planètes sur des orbites très rapprochées. Elles font leur révolution autour de l’étoile entre 3 et 14 jours. Les deux planètes les plus proches de l’étoile sont mystérieuses. Elles orbitent très proches l’une de l’autre et ont un diamètre assez similaire. Pourtant, l’une est presque trois fois plus massive que l’autre.
Kepler-107 b, la planète la plus proche de l’étoile, est trois fois et demie plus massive que la Terre, et a un rayon 50% supérieur. Kepler-107 c, une exoplanète qui orbite un peu plus loin a à peu près le même rayon mais sa masse est presque dix fois supérieure à la masse de la Terre. Cela indique que ces deux planètes ont des densités et donc des compositions très différentes. C’est difficile d’expliquer ce phénomène. Si on pense qu’elles se sont formées à proximité l’une de l’autre, leur composition devrait être assez similaire, ce qui n’est pas le cas.
Une équipe de chercheurs pense pouvoir expliquer ce mystère par une collision cataclysmique qui aurait eu lieu dans l’histoire du système Kepler-107. Kepler-107 c, la plus massive des deux planètes, aurait été impacté par un autre objet. Avant l’impact, Kepler 107 c était plus grande et moins dense. Une troisième planète aujourd’hui disparue serait entrée en collision Kepler-107 c. L’impact aurait été si violent qu’il aurait expulsé une grande partie du manteau de Kepler-107 c, seul le très dense noyau ferreux serait resté. Cette hypothèse est très cohérente avec les quelques données que l’on a sur le système Kepler-107. Les orbites très proches de toutes les planètes observées dans ce système planétaire sont favorables à de telles collisions.
Les impacts entre planètes sont probablement assez banals pour les jeunes systèmes planétaires. Même dans l’histoire du système solaire, on pense que de tels événements ont eu lieu. De la même manière que pour Kepler-107 c, la grande densité de Mercure pourrait être partiellement due à un impact qui aurait volatilisé une partie de son manteau. Et il y a de fortes chances que la formation de la Lune soit le résultat de la collision d’un planétoïde avec la terre. L’inclinaison d’Uranus est probablement la conséquence de plusieurs impacts monstrueux.
Avec les données à notre disposition, c’est difficile d’être sûr de connaître la véritable histoire de Kepler-107. Il faudra observer d’autres situations similaires dans d’autres systèmes planétaires, ce qui est une mission idéale pour l’observatoire spatial TESS qui commence justement à communiquer ses premières découvertes.
Une éruption dévastatrice rend impossible la détection de vie sur Proxima b
— Actualités du 17 avril 2018 —
Comment savoir si une exoplanète est susceptible d’accueillir la vie ? Chaque année ou presque, de nouveaux instruments sont mis en service pour améliorer nos connaissances sur nos voisines extrasolaires. Mais même en connaissant leur masse, leur diamètre et les paramètres de leur orbite, on reste incapables de répondre à cette question. Pour le moment, on s’appuie sur le concept de zone habitable. En fonction de l’énergie émise par une étoile, on peut calculer à quelle distance doit se trouver une planète pour pouvoir accueillir de l’eau liquide, un paramètre qu’on suppose fondamental pour l’apparition de la vie.
Mais le concept de zone habitable est loin d’être suffisant pour se prononcer sur l’habitabilité d’une planète. La présence ou non d’un champ magnétique, d’une atmosphère, sa densité et sa composition peuvent beaucoup influencer son habitabilité. Le couple Terre-Lune est un bon exemple : les deux astres orbitent exactement à la même distance du soleil, mais alors que la Terre est pleine de vie, la Lune est une boule rocheuses complètement morte. Un autre paramètre important est l’activité de l’étoile du système. L’exoplanète connue la plus proche de la Terre est Proxima b, une exoplanète découverte il y a deux ans. C’est une planète de masse terrestre qui orbite dans la zone habitable de Proxima du Centaure. Dans une étude qui vient d’être publiée, on apprend que Proxima du Centaure a connu une éruption dévastatrice il y a quelques années. L’étoile a dégagé tellement d’énergie qu’elle est devenue visible à l’oeil nu depuis la Terre pendant quelques secondes. S’il y avait des habitants sur Proxima b, ils sont dorénavant décimés.
Ce n’est pas la première fois que cela arrive car 23 éruptions de la naine rouge ont été observées au cours des deux dernières années, mais celle observée en mars 2016 était dix fois plus puissante que les autres. on ne connaît pas encore la fréquence de ces super-éruptions de Proxima du Centaure car une seule éruption a été observée. Ces éruptions solaires à répétition sont probablement un frein à l’apparition de la vie autour des naines rouges. Si la Terre orbitait dans la zone habitable de Proxima du Centaure comme le fait Proxima b, sa couche d’ozone serait détruite en cinq ans. Dénuée de protection, la Terre serait alors bombardée de rayons ultraviolets qui décimeraient toute forme de vie.
Pour rencontrer nos voisins galactiques, il faudra probablement chercher plus loin que Proxima du Centaure. On estime que près de 80% des étoiles sont des naines rouges, et parmi celles-ci deux tiers connaissent des éruptions violentes et fréquentes. A moins que certaines formes de vie soit capable d’une résilience jamais vue sur Terre, on peut faire une croix sur la moitié des étoiles de la galaxie dans notre recherche de vie extraterrestre. Cela peut être perçu à la fois comme une bonne nouvelle et une mauvaise nouvelle. La probabilité de découvrir la vie autour d’une étoile vient statistiquement d’être divisée par deux mais on dispose maintenant de meilleures informations pour chercher au bon endroit.
Des exoplanètes d’une autre galaxie auraient été détectées
— Actualités du 6 février 2018 —
On a déjà découvert des milliers d’exoplanètes dans notre galaxie en utilisant de nombreuses techniques de détection. Mais pour la première fois, une équipe d’astrophysiciens de l’université de l’Oklahoma pense avoir détecté des exoplanètes situées dans une autre galaxie lointaine. Pour parvenir à ce résultat, ils ont étudié les effets conjugués de lentilles et de micro-lentilles gravitationnelles. Ils ont réalisé leurs observations grâce au télescope spatial en rayons X Chandra.
La technique utilisée consiste à observer un quasar, une galaxie avec un noyau très énergétique. En se focalisant sur le disque d’accrétion qui entoure le trou noir central du quasar, il est possible d’observer des petites perturbations produites par des effets de micro-lentilles gravitationnelles. Ces perturbations sont en fait dues à des planètes situées dans la galaxie la plus proche, celles qui produisent l’effet de lentille. Les planètes ainsi détectées par l’équipe de l’université de l’Oklahoma sont des planètes errantes, c’est à dire qu elles n’orbitent autour d’aucune étoile. Ce sont les seuls planètes détectables avec cette méthode. Pour les planètes orbitant autour d’une étoile, leurs effets de micro-lentilles gravitationnelles est en effet trop dur à distinguer de celui de leur étoile.
Elles ont des masses estimées comprise entre celle de la Lune et celle de Jupiter. La galaxie où sont situées ces planètes se trouve à 3,6 milliards d’années-lumière de la Terre alors que le quasar qui a servi de fond d’observation se trouve à 6 milliards d’années-lumière. Des observations si lointaines n’auraient pas pu être réalisées avec des méthodes traditionnelles, même en disposant de télescopes dignes de la science-fiction. La distance est trop élevée.
Ces observations permettent de confirmer qu’il y a des planètes en dehors de notre galaxie. Cela paraissait évident, mais sans aucune preuve cela ne restait qu’une hypothèse. C’est aussi un indice supplémentaire pour essayer de déterminer la quantité de planètes errantes qui parcourent les galaxies de l’univers. Les estimations varient largement. Certains astronomes pensent qu’il y aurait plus de planètes errantes que d’étoiles. Cela démontre aussi que les phénomènes de lentilles et de micro-lentilles gravitationnelles peuvent être utilisés pour réaliser des observations qui dépassent nos capacités d’ingénierie.
Un autre exemple à d’ailleurs récemment été fourni par une équipe internationale menée par un chercheur de l’université d’Hawaï. Ils se sont servis cette fois-ci d’une grappe de galaxies comme lentille gravitationnelle, ce qui a permis d’observer une autre galaxie située derrière la grappe. Ils estiment que l’effet de lentille gravitationnelle a permis d’amplifier la lumière reçue d’un facteur 30. Les lentilles gravitationnelles dédoublent et déforment fortement les objets qu’on observe à travers elles. Chaque observation demande un long travail d’analyse de la lumière reçue. La méthode devrait donc se développer grâce aux progrès des télescopes mais aussi au fur et à mesure qu’on développera des méthodes pour reconstruire les images déformées par des effets de lentille gravitationnelle.
L’exoplanète Ross 128 b est une candidate crédible pour accueillir la vie
— Actualités du 21 novembre 2017 —
Depuis un peu plus d’un an, les découvertes d’exoplanètes potentiellement habitables s’enchainent. Proxima du Centaure et TRAPPIST-1 sont deux étoiles qui semblent abriter des planètes compatibles avec la vie. La liste vient de s’allonger avec la planète Ross 128 b. Son étoile parente appelée Ross 128 est une naine rouge plutôt calme. De nombreuses naines rouges sont soumises à de fréquentes éruptions solaires qui inondent leurs planètes de rayons X et de rayons ultraviolets, ce qui n’est pas très propice à l’apparition de vie. C’est par exemple le cas de Proxima du Centaure, l’étoile la plus proche de notre système solaire, qui est aussi une naine rouge. L’étoile Ross 128 est donc plutôt clémente, ce qui est une bonne nouvelle. Elle est situé à seulement 18 années-lumière de la Terre, ce qui est extrêmement loin mais c’est tout de même une de nos voisines.
Ross 128 se dirige dans notre direction. Dans un peu moins de 80 mille ans, elle devrait remplacer Proxima du Centaure en tant qu’étoile la plus proche de notre soleil. Ross 128 b, la planète en orbite autour de son étoile, est à une distance 20 fois inférieure à la distance Terre-soleil. C’est en partie pour cela qu’on a pu la détecter facilement. Comme son étoile est beaucoup moins chaude que la nôtre, cela ne nuit pas aux conditions qui règnent à sa surface. La température à la surface de Ross 128 b devrait donc se être entre -60 degrés Celsius et 20 degrés Celsius. Mais c’est une température théorique, qui ne prend en compte que la lumière reçue par son étoile. Mais comme Mars ou Vénus le montrent, la présence d’une atmosphère peut beaucoup influencer la température. Impossible pour le moment d’en savoir plus sur la présence ou non d’une atmosphère sur Ross 128 b. Ross 128 b a plus de chances d’avoir une atmosphère que les planètes qui orbitent autour de Proxima du Centaure et de TRAPPIST-1.
Les naines rouges sont une cible privilégiée pour la chasse aux exoplanètes car ce sont les étoiles les plus nombreuses dans notre galaxie et dans l’univers. Ce sont aussi des étoiles extrêmement stables, capables de briller pendant des centaines voire des milliers de milliards d’années. Un grand nombre d’entre elles semble en plus abriter des systèmes planétaires. On ne sait pas dire pour le moment si ces systèmes sont compatibles avec la vie. Le seul exemple connu de développement de la vie est autour de notre soleil, qui est une naine jaune. L’étape suivante consistera à étudier les exoplanètes de plus en plus précisément pour peut-être trouver un jour une soeur jumelle à la Terre. Ross 128 b est pour le moment la meilleure candidate dans notre voisinage immédiat.
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