Découverte de l'exoplanète tellurique la plus proche
31/07/15

Des astronomes, parmi lesquels Michaël Gillon de l’Université de Liège, ont détecté la plus proche planète tellurique connue en-dehors du système solaire, en utilisant l'instrument au sol HARPS-Nord et le télescope spatial Spitzer de la NASA. Cette planète, nommée HD 219134b, est située à 21 années-lumière de la Terre, soit un jet de pierre à l'échelle de la Galaxie. Elle est un peu plus grande que la Terre, et elle orbite trop près de son étoile pour être habitable. Elle est aussi la plus proche exoplanète (planète située en-dehors du système solaire) qui « transite » son étoile, c'est-à-dire qui passe régulièrement devant, ce qui en fait la cible parfaite pour une étude détaillée de ses propriétés. Une découverte majeure qui vient d'être acceptée pour publication dans la revue scientifique Astronomy & Astrophysics.
 
« Cette exoplanète sera l'une des plus étudiées durant plusieurs décennies », dit Fatemeh Motalebi de l'Observatoire de l'Université de Genève (Suisse), la première auteure de la publication scientifique présentant la découverte. « En effet, les exoplanètes en transit peuvent être caractérisées de manière très détaillée, surtout si elles orbitent autour d'étoiles proches et brillantes. »

HD219134b Transit

 

Peu d’exoplanètes ont une orbite suffisamment bien orientée par rapport à la Terre de manière à passer périodiquement devant leur étoile. Les astronomes sont très intéressés par ces exoplanètes en transit parce que l'éclat de l'étoile faiblit lors de leurs transits, et ces chutes de brillance peuvent révéler non seulement la taille d’une planète, mais aussi donner des informations importantes sur sa composition atmosphérique et ses conditions de surface.


HD 219134b est située dans la fameuse constellation de Cassiopée proche de l'étoile polaire. Alors que la planète elle-même ne peut pas être vue, même avec les télescopes spatiaux, son étoile est visible à l'œil nu par ciel bien noir près d'une des extrémités du "W" de Cassiopée. A 21 années-lumière de la Terre, c'est l'une des exoplanètes les plus proches connues. Seules 12 exoplanètes confirmées sont plus proches que HD219134b, la plus proche, nommée GJ674b, étant située à 15 années-lumière. Néanmoins, aucune de ces 12 planètes plus proches ne transite, si bien que les astronomes ne disposent d'aucune information sur leur taille ou leur composition.

La planète HD 219134b a d'abord été détectée par l'instrument HARPS-Nord du télescope italien de 3.6 mètres TNG (Telescopio Nazionale Galileo) situé dans les îles Canaries, en utilisant la technique des vitesses radiales grâce à laquelle la masse et l'orbite d'une exoplanète peuvent être mesurées par les impulsions que celle-ci exerce sur son étoile. Le télescope spatial Spitzer de la NASA a alors ciblé lui-aussi l'étoile, découvrant un transit de la planète. En analysant conjointement les observations de HARPS-Nord et de Spitzer, les astronomes ont pu déterminer précisément la masse et le rayon de la planète comme étant respectivement de 4.5 et 1.6 fois ceux de la Terre. Ces valeurs résultent en une densité de 6 grammes par centimètre cube, indiquant une composition essentiellement rocheuse similaire à la Terre, ce qui la fait entrer dans la classe des planètes dites telluriques. Néanmoins, la planète orbite trop près de son étoile pour abriter la vie, son "année" ne durant que 3 jours.

HD219134 Cassiopee 

Déterminer sa composition chimique

« La plupart des exoplanètes en transit de taille comparable à la Terre sont à des centaines d'années-lumière de distance, bien trop loin pour rendre possible leur étude détaillée avec les télescopes actuels ou même futurs. Au contraire, cette nouvelle planète est une voisine de palier, ce qui ouvre un tas de perspectives enthousiasmantes quant à son étude détaillée ! », explique Michaël Gillon, astronome à l'Université de Liège et chef de projet pour la détection du transit avec le télescope spatial Spitzer.
 
A présent que l'on sait que HD 219134b existe et transite son étoile, les scientifiques vont se ruer sur les télescopes les plus puissants pour l'étudier sous toutes les coutures. L'objectif sera essentiellement de déduire des informations sur la composition chimique de la planète à partir de la faible chute de la brillance qui survient lorsqu'elle passe devant son étoile. Les composés atmosphériques de la planète peuvent en effet absorber la lumière stellaire à certaines longueurs d'onde bien précises, créant ainsi des signaux riches en information dans la lumière récoltée par les télescopes.
 
La planète HD 219134b peut s'attendre à des décennies d'attention. Les futurs télescopes l'observeront probablement de manière intensive, récoltant des informations toujours plus précises sur sa composition et ses conditions de surface. De plus, les observations HARPS-Nord ont révélé l'existence de trois autres planètes en orbite autour de l'étoile. Deux de ces planètes devraient elles-aussi être de taille comparable à la Terre et relativement proche de l'étoile. Michaël Gillon ajoute : « Nous sommes actuellement en train de préparer de nouvelles observations avec Spitzer pour déterminer si l'une de ces autres planètes transite aussi. Si c'était le cas, cela accroîtrait encore l'énorme intérêt de ce système proche... »

 

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