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Trois nouvelles exoplanètes récemment découvertes pourraient aider les chercheurs à redéfinir la ligne fragile qui sépare les planètes rocheuses et gazeuses, selon de nouvelles observations venants du satellite TSS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA qui marque sa première année d’exploitation ce mois-ci, a repéré le trio de planètes à quelque 73 années-lumière de la Terre. Les exoplanètes sont d’un type qui n’existe pas dans notre système solaire, étant entre la taille de la Terre et celle de Neptune.

Trois exoplanètes pourraient aider à répondre à un mystère

Cela fait de ce système compact, connu sous le nom de TOI-270, un bon endroit pour répondre aux questions de longue date sur la formation de telles «super-Terres» ou «mini-Neptunes». Le système est à portée de télescopes au sol et d’instruments en orbite qui seront lancés prochainement, tels que le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA. «Ce sera l’un des systèmes-clés d’étude de JWST», déclare Michaël Gillon de l’Université de Liège en Belgique, qui assure le suivi de la découverte de TESS.
Comme son prédécesseur, Kepler, TESS repère les planètes lorsqu’elles passent devant leur étoile d’origine et provoquent une baisse de luminosité. Mais lorsque Kepler a découvert plus de 2 300 exoplanètes confirmées fixant un champ étoilé éloigné, TESS cherche à trouver des candidats plus proches de chez eux et prêts à être étudiés. À mi-parcours de sa première mission de deux ans, TESS a trouvé 24 exoplanètes confirmées. Neuf cents autres candidats attendent des études de suivi, a déclaré Sara Seager, directrice adjointe des sciences chez TESS, du Massachusetts Institute of Technology (MIT) de Cambridge. «Nous attendons à avoir des milliers», dit-elle.
Mais l’objet d’intérêt de TESS est TOI-270 qui est une trouvaille rare. «C’est un laboratoire parfait», déclare Maximilian Günther du MIT, auteur principal du document décrivant ce système, et publié dans Nature Astronomy. Les scientifiques planétaires ont des théories distinctes décrivant la formation des planètes intérieures rocheuses et des géantes gazeuses extérieures de notre système solaire, mais ils ont du mal à comprendre ces planètes de taille moyenne entourant d’autres étoiles. «Nous ne comprenons toujours pas comment se forment ces sous-Neptunes et ces super-Terres», déclare Günther.
Une théorie suggère que ces deux types de planètes de taille moyenne sont formés par le même processus, sauf que les atmosphères des super-Terres rocheuses ont été balayées par leurs étoiles. Mais cela ne peut pas expliquer un écart observé par Kepler: il existe très peu de planètes de la taille comprise entre 1,5 et 2 rayons de la Terre.

Des processus de formation distincts

Cela suggère des processus de formation distincts pour les super-Terres et les mini-Neptunes. TOI-270, avec une planète à 1,25 rayon de la Terre et deux autres à 2,13 et 2,42, comble ce fossé. « Il n’y a qu’une poignée de systèmes montrant ces deux types de planètes couvrant ce rayon, et aucun autour des étoiles n’est aussi brillant », dit-il. Si d’autres observations révèlent que les trois sont similaires, cela suggèrera qu’elles ont été formées de la même manière. Si la plus profonde est distincte, cela favorisera deux processus de formation différents.
Des efforts sont en cours pour mesurer les masses des planètes afin que les chercheurs puissent calculer leur densité et déterminer si elles sont rocheuses ou gazeuses. Parce que TOI-270 est si proche et son étoile si brillante, ces masses peuvent être mesurées de deux manières différentes. Les chercheurs peuvent étudier la façon dont les planètes obtient leur énergie de l’étoile, la faisant se déplacer d’avant en arrière, ou mesurer des retards ou des avancées profondes lorsque la planète passe devant l’étoile, qui sont provoquée par des interactions gravitationnelles des planètes serrées. «Il est assez exceptionnel de pouvoir mesurer des masses par deux méthodes différentes», explique Günther.
La plus extérieure des trois planètes longe le bord de la zone habitable du système solaire – où de l’eau liquide peut exister et où la vie peut survenir – mais les deux méthodes de mesure de la masse pourraient indiquer s’il existe une planète plus rocheuse à l’intérieur de cette zone. Les observations planifiées du système avec les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer peuvent également révéler l’atmosphère de ces trois planètes.
TESS, qui surveille une bande de ciel à 90 ° pendant près d’un mois avant de passer à la bande suivante, a découvert plus que de simples exoplanètes. Il a capturé des comètes jusque-là inconnues dans notre système solaire et des exocomètes autour de Beta Pictoris, à 63 années-lumière. Il a également mis en évidence une douzaine de supernovas, capturant parfois l’évolution de l’explosion cosmique au fil des jours ou des semaines, fournissant ainsi des données précieuses aux astronomes.

Comprendre le comportement de l’étoile hôte

Il a également détecté quelque 800 éruptions stellaires autour d’autres étoiles, semblables aux tempêtes solaires sur notre Soleil qui causent des problèmes électromagnétiques sur la Terre. Lorsque vous recherchez des planètes potentiellement habitables autour d’autres étoiles, il est essentiel de comprendre le comportement de l’étoile hôte. « Nous ne savons pas ce que cela ferait pour l’environnement planétaire », déclare Seager.
Le 18 juillet, TESS a achevé son étude de l’hémisphère Sud et s’est retourné pour commencer ses travaux sur le Nord. «TESS va incroyablement bien et remplit clairement son objectif scientifique», déclare Didier Queloz de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni.
Source : Science
Crédit photo : Pixabay

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