exoplanètes

Les scientifiques du MIT ont analysé les données de K2 – la mission de suivi du télescope spatial Kepler de la NASA – et ont découvert une mine d’exoplanètes parmi près de 50 000 étoiles. Dans un article publié en ligne aujourd’hui dans The Astronomical Journal, les scientifiques rapportent la découverte de près de 80 nouveaux candidats planétaires, dont une vedette particulière: une planète probablement en orbite autour de l’étoile HD 73344, qui serait l’hôte d’une planète la plus brillante jamais découverte par cette mission.

Une exoplanète très chaude

La planète semble orbiter autour de HD 73344 tous les 15 jours, et en fonction de la quantité de lumière qu’elle bloque chaque fois qu’elle passe devant son étoile, les scientifiques estiment que la planète est environ 2,5 fois la taille de la Terre et 10 fois plus massive. De plus, elle est également incroyablement chaude, avec une température de l’ordre de 1200 à 1300 degrés Celsius – environ la température de la lave d’un volcan en éruption.

Cette planète se trouve à une distance relativement proche de 35 parsecs, soit environ 114 années-lumière de la Terre. Compte tenu de sa proximité et du fait qu’il orbite autour d’une étoile très brillante, les scientifiques croient qu’elle est un candidat idéal pour des études de suivi afin de déterminer sa composition atmosphérique et d’autres caractéristiques. « Nous pensons que cela ressemblerait probablement plus à une version plus petite et plus chaude d’Uranus ou de Neptune », explique Ian Crossfield, professeur adjoint de physique au MIT, qui a codirigé l’étude avec l’étudiant diplômé Liang Yu.

Des outils développés par le MIT

Cette nouvelle analyse est également remarquable quant à la rapidité avec laquelle elle a été réalisée. Les chercheurs ont pu utiliser les outils existants développés au MIT pour rechercher rapidement dans les graphiques d’intensité lumineuse appelés «courbes de lumière» de chacune des 50 000 étoiles que K2 a suivies dans ses deux dernières missions d’observation. Ils ont rapidement identifié les candidats planétaires et ont communiqué l’information à la communauté de l’astronomie quelques semaines après que la mission K2 ait rendu disponibles les données brutes de l’engin spatial. Une analyse typique de ce genre prend habituellement entre plusieurs mois et un an.

Selon Crossfield, une telle recherche faite aussi rapidement sur cette planète permet aux astronomes de suivre les télescopes au sol beaucoup plus tôt qu’ils ne le feraient autrement, leur donnant une chance d’apercevoir des candidats planétaires avant que la Terre ne passe par cette zone de ciel. Une telle vitesse sera également nécessaire lorsque les scientifiques commenceront à recevoir des données du satellite TESS, qui est conçu pour surveiller les étoiles proches dans des rangées de 30 jours et couvrira finalement presque tout le ciel.

Dans son « rétroviseur »

L’équipe a analysé les données des 16ème et 17ème missions d’observation de K2, connues sous le nom de C16 et C17. Lors de chaque mission, K2 observe une parcelle du ciel pendant 80 jours. Le télescope est sur une orbite qui suit la Terre alors qu’elle se déplace autour du soleil. Pour la plupart des autres missions, K2 a été orienté « vers l’arrière », dans lequel le télescope observe les étoiles qui sont essentiellement dans son rétroviseur.

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Puisque le télescope voyage derrière la Terre, les étoiles observées ne sont généralement pas observables par les scientifiques jusqu’à ce que la planète tourne autour du soleil vers cette partie du ciel, près d’un an plus tard. Ainsi, pour les missions orientées vers l’arrière, Crossfield explique qu’il y a eu peu de motivation pour analyser les données de K2 rapidement.

D’autre part, les missions C16 et C17 étaient orientées vers l’avant; K2 a observé les étoiles qui se trouvaient devant le télescope et dans le champ de vision de la Terre, au moins pour les prochains mois. Crossfield, Yu et leurs collègues en ont profité pour accélérer l’analyse des données de K2, pour donner aux astronomes la chance d’observer rapidement les candidats planétaires avant que la Terre ne les dépasse.

De 20 000 étoiles à 1 000 étoiles

Au cours de C16, K2 a observé 20 647 étoiles pendant 80 jours, entre le 7 décembre 2017 et le 25 février 2018. Le 28 février, la mission a diffusé les données sous forme d’images à la communauté d’astronomes. Yu et Crossfield ont immédiatement commencé à passer au crible les données, en utilisant des algorithmes développés au MIT pour faire passer le champ d’analyse de 20 000 étoiles à 1 000 étoiles.

L’équipe a ensuite travaillé 24 heures sur 24, regardant ces 1 000 étoiles à la recherche de signes de transits ou de plongées périodiques à la lumière des étoiles qui pourraient signaler une planète. En fin de compte, ils ont découvert 30 candidats «de la plus haute qualité», dont les signatures périodiques sont particulièrement susceptibles d’être causées par des planètes en transit.

« Notre expérience avec quatre années de données de K2 nous porte à croire que la plupart d’entre elles sont en effet de véritables planètes, prêtes à être confirmées ou validées statistiquement », écrivent les chercheurs dans leur article. Ils ont également identifié un nombre similaire de candidats dans la récente analyse de C17. En plus de ces candidats planétaires, le groupe a également sélectionné des centaines de signaux périodiques qui pourraient être des signatures de phénomènes astrophysiques, tels que des étoiles pulsantes ou en rotation, et au moins une supernova dans une autre galaxie.

Plusieurs étoiles

Bien que la nature d’une étoile ne change généralement pas au cours d’une année, Crossfield explique que plus tôt les chercheurs pourront suivre un éventuel transit planétaire, meilleures seront les chances de confirmer qu’une planète existe réellement. « Vous voulez observer [les candidats] à nouveau assez rapidement pour ne pas perdre complètement le transit », explique Crossfield. « Vous pourriez peut-être dire: » Je sais qu’il y a une planète autour de cette étoile, mais je ne suis plus du tout certain quand les transits vont arriver. « C’est une autre motivation pour suivre ces choses plus rapidement. »

Depuis que l’équipe a publié ses résultats, les astronomes ont validé quatre des candidats comme étant des exoplanètes. Crossfield affirme que la luminosité de cette étoile, combinée à la rapidité avec laquelle son candidat planétaire a été identifié, peut aider les astronomes à se concentrer sur des caractéristiques encore plus spécifiques. de ce système.

« Nous avons trouvé l’une des planètes les plus excitantes durant toutes les missions de K2, et nous l’avons fait plus rapidement que tout ce qui a été fait antérieurement », explique Crossfield. « Cela démontre la voie à suivre pour que la mission TESS fasse la même chose en grande quantité dans tout le ciel, pour les prochaines années. » Cette recherche a été soutenue, en partie, par la NASA et la National Science Foundation.

Source et crédit GIF : MIT