“Je dirais que la fréquence des planètes réellement habitables est l’un des principaux objectifs du domaine: évaluer la fréquence des planètes avec de l’eau liquide à la surface.”

Dr Michaël Gillon, Université de Liège, Belgique


Un peu d’astrophysique ce soir, avec cet article d’Horizon. Bon, appeler un programme d’études Speculoos, c’est quand même très particulier… A quand les programmes français Camembert ou Baguette ? Bon, un bon papier quand même, donc, à lire !

Lien vers l’article :

‘We’ve found dozens of potentially habitable planets – now we need to study them in detail’


Proposition de traduction :

En 2017, son projet SPECULOOS a découvert sept planètes de la taille de la Terre autour du système TRAPPIST-1, l’un des systèmes planétaires les plus intrigants découverts jusqu’à présent – et la recherche d’un monde plus étrange, merveilleux et même semblable à celui de la Terre est maintenant lancée.

Quels étaient les objectifs du projet SPECULOOS?

«Le projet SPECULOOS visait à développer des installations composées de plusieurs télescopes robotiques à la recherche d’exoplanètes – des planètes en orbite autour d’autres étoiles – qui transitent très près (de la Terre) et autour de très petites étoiles (naines ultra-froides), essentiellement les moins grosses. L’objectif était de rechercher des planètes potentiellement habitables et bien adaptées à la caractérisation détaillée (atmosphérique) par le prochain télescope spatial James Webb (de la NASA) (dont le lancement est prévu en 2021). Maintenant, nous souhaitons vraiment passer de la détection des exoplanètes à la caractérisation d’études détaillées des exoplanètes.

«En 2017, (le projet) a obtenu un résultat remarquable en détectant le  célèbre système TRAPPIST-1 , composé de sept planètes de la taille de la Terre autour de l’une des cibles les plus brillantes et les plus proches de SPECULOOS. Ce système est le meilleur à ce jour pour l’étude de planètes tempérées et potentiellement habitables avec James Webb. ‘

Comment le système TRAPPIST-1 a-t-il été détecté?

«En 2009, nous avons installé au Chili un télescope robotique appelé TRAPPIST (planètes transitoires et planètes petits). L’objectif principal était de faire de la photométrie de transit exoplanète, donc de confirmer ou de rechercher les transits des planètes (en détectant le changement d’intensité lumineuse lorsque la planète passe devant son étoile).

«En 2016, nous avons surveillé (un système) de manière très intensive. Nous avions déjà annoncé la découverte de trois planètes dans le système au printemps 2016. Nous avons poursuivi la surveillance, également avec le télescope Spitzer (de la NASA), ce qui a permis de détecter sept planètes au lieu de trois. ‘

Les scientifiques détectent la présence d’exoplanètes, telles que celles du système TRAPPIST-1, en mesurant la baisse d’intensité lumineuse lorsque les planètes passent devant leurs étoiles.  Crédit image: NASA / JPL-Caltech
Les scientifiques détectent la présence d’exoplanètes, telles que celles du système TRAPPIST-1, en mesurant la baisse d’intensité lumineuse lorsque les planètes passent devant leurs étoiles. Crédit image: NASA / JPL-Caltech

Combien d’exoplanètes avons-nous trouvé jusqu’à présent et combien sont potentiellement habitables?

«Depuis la découverte de  51 Pegasi b  en 1995, plus de 4 000 exoplanètes ont été détectées. Nous savons maintenant avec certitude que la plupart des étoiles de notre galaxie et de l’univers possèdent leur propre système planétaire. Mais seules quelques dizaines de ces exoplanètes (trouvées) sont potentiellement habitables. Nous voulons en détecter davantage, comme les planètes TRAPPIST-1, car elles offriront davantage de possibilités d’en savoir plus sur les propriétés atmosphériques et de surface (des planètes rocheuses tempérées). ‘

Qu’est-ce qui fait qu’une exoplanète est susceptible d’être habitable?

‘Eh bien, de l’eau liquide à la surface d’une planète rocheuse. Pour que cela soit possible, vous avez besoin d’une surface solide, d’un monde rocheux, mais vous avez besoin d’une atmosphère suffisamment dense pour rendre la pression et la température (possibles) de l’eau liquide. Vous avez également besoin d’une étoile qui ne soit pas trop dure en termes de rayonnement de haute énergie, qui n’érode pas l’atmosphère de la planète. La survie d’une atmosphère dépend également des propriétés de l’étoile hôte. ‘

Que savons-nous des exoplanètes jusqu’à présent?

«Les découvertes sur les exoplanètes nous ont appris que la diversité des systèmes planétaires est très grande. Les seules planètes que nous connaissions se trouvaient dans le système solaire. Nous avons donc pensé que vous disposiez de petites planètes rocheuses près d’une étoile et de planètes géantes riches en gaz (au loin). Mais ce n’est pas du tout le cas. Vous pouvez avoir des planètes riches en gaz et migrant vers l’intérieur. Parfois, vous avez un système très compact de planètes comme TRAPPIST-1. Parfois, vous trouvez des planètes sur des orbites très excentriques. Vous avez des planètes autour d’étoiles doubles et des planètes flottant librement dans le vide interstellaire qui ont été éjectées par de jeunes systèmes. La diversité de ces mécanismes de formation planétaire est donc vraiment fascinante. ‘

L'un des objectifs principaux de la recherche sur les exoplanètes est de déterminer la fréquence des planètes potentiellement habitables, selon le Dr Gillon.  Crédit image - © ULiège / JLWertz
L’un des objectifs principaux de la recherche sur les exoplanètes est de déterminer la fréquence des planètes potentiellement habitables, selon le Dr Gillon. Crédit image – © ULiège / JLWertz

Donc, il y a des exoplanètes flottantes?

«Oui, certaines ont été détectées par des techniques de microlentille (gravitationnelles). On en a déduit qu’il devait y en avoir des milliards dans la galaxie, éjectés des jeunes systèmes par des interactions avec d’autres planètes (ou avec une étoile). Heureusement, la Terre n’est pas parmi eux.

Quelles sont certaines des plus grandes questions en suspens dans la science des exoplanètes?

«Je dirais que la fréquence des planètes réellement habitables est l’un des principaux objectifs du terrain, à présent, d’évaluer la fréquence des planètes avec de l’eau liquide à la surface. Les planètes autour des étoiles de faible masse sont-elles habitables ? Parce que ces étoiles de faible masse ont tendance à avoir une irradiation à haute énergie beaucoup plus dure (que notre Soleil).

«L’habitabilité des planètes autour des naines rouges est l’un des sujets clés abordés actuellement sur le terrain. Nous sommes également en train d’apprendre les détails de la formation des planètes, grâce à la diversité des planètes que nous détectons. Nous voulons également en savoir plus sur les super-terres, qui n’existent pas dans notre système solaire, entre les planètes situées entre Terre et Neptune (en taille). ‘

“Je dirais que la fréquence des planètes réellement habitables est l’un des principaux objectifs du domaine: évaluer la fréquence des planètes avec de l’eau liquide à la surface.”

Dr Michaël Gillon, Université de Liège, Belgique

Quel rôle le prochain télescope CHEOPS de l’ESA, lancé le 17 décembre, va-t-il jouer dans notre compréhension des exoplanètes?

«Il s’agit d’une mission très pointue, qui consistera en une photométrie de transit de haute précision, permettant ainsi de mesurer très précisément la luminosité des planètes en transit, afin de mieux déterminer la taille de la planète. Il s’agit d’une mission de suivi, qui permettra de réaliser des mesures précises et très détaillées sur des cibles d’exoplanètes hautement prioritaires. C’est la première mission de ce genre.

Existe-t-il d’autres développements susceptibles d’élargir notre compréhension des exoplanètes?

‘James Webb (télescope) sera en mesure de rendre possible la caractérisation atmosphérique très détaillée d’un grand échantillon d’étoiles de faible masse (planètes rocheuses autour), ainsi que de planètes géantes (autour d’étoiles semblables au soleil), en utilisant la méthode de transit. Mais si nous nous intéressons aux planètes semblables à la Terre dans des orbites semblables à la Terre autour d’étoiles semblables au Soleil, nous devons développer des techniques d’imagerie directe. Ces développements sont en cours, mais il faudra encore des décennies pour détecter (et étudier) un jumeau de la Terre par imagerie directe. ‘

CHEOPS

Le 17 décembre 2019, l’Agence spatiale européenne devrait lancer son  satellite CHEOPS afin d’examiner plus en détail certaines des exoplanètes déjà découvertes. L’objectif principal est de mieux comprendre leur structure afin de tester les théories de la formation et de l’évolution des planètes.

Le télescope embarqué, qui ne pèse que 60 kg, est conçu pour mesurer avec précision le rayon de chaque exoplanète et le comparer à sa masse estimée pour comprendre de quoi il est fait.

Les données recueillies devraient également aider à affiner les futures cibles d’observation en identifiant les planètes avec une atmosphère nécessaire à la vie de la planète.

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