Découverte du système abritant la plus petite exoplanète

système-Kepler37b

Les petits corps célestes sont intrinsèquement plus difficiles à observer que les grands, mais le télescope spatial Kepler a permis aux astronomes d’identifier un certain nombre de petites planètes candidates, dont certaine plus petite que la Terre, en mesurant les variations de lumière de l’étoile hôte alors que les planètes passent devant celle-ci.

Maintenant, les chercheurs ont peut-être trouvé la plus petite exoplanète, un monde avec un diamètre d’environ 80 % celui de Mercure (la plupart des caractéristiques de ces planètes seront mises en correspondance avec celle de Mercure qui est la plus petite planète de notre système solaire et celle qui se trouve la plus près de notre étoile).

Image d’entête : une comparaison par un représentation artistique des planètes du système Kepler-37 à la lune et aux planètes dans le système solaire.

Cette planète candidate, au titre d’exoplanète, nommée Kepler-37b, orbite très près de son étoile : son rayon orbital fait environ 1/4 de la taille de celui de Mercure, de sorte qu’elle ne prend environ que 13 jours pour en faire le tour.

Ci-dessous : représentation artistique de Kepler-37b qui est légèrement plus grande que notre lune, mesurant environ un tiers de la taille de la Terre. (NASA)

Kepler37b

Thomas Barclay et ses collaborateurs (NASA Ames Research CenterSETiCentre Harvard-Smithsonian pour l’astrophysique  – Université de Californie…) ont également identifié deux autres planètes, dans le même système, désignées Kepler-37c qui est légèrement plus grand que Mars et Kepler-37d qui fait deux fois diamètre de la Terre. Bien que ces mondes sont tous sur des orbites très petites, leur existence contribue à notre compréhension de la diversité des planètes qui peuvent se former.

Le télescope spatial Kepler fonctionne en collectant la lumière à partir d’un grand nombre d’étoiles dans un seul morceau du ciel. En recherchant des fluctuations périodiques de la lumière d’une étoile individuelle, les astronomes peuvent trouver des exoplanètes alors qu’elles transitent (leur passage devant le disque de l’étoile, bloquant une petite quantité de sa lumière). La rapidité de la diminution de la lumière et la fraction de lumière de l’étoile qui se perd lors de l’éclipse révèlent la taille de la planète, alors que le temps entre les transits indique la durée de l’orbite. Étant donné que ces effets sont à peine perceptibles, les chercheurs utilisent des algorithmes informatiques sophistiqués pour repérer les signaux d’exoplanètes parmi d’autres fluctuations, comme les taches stellaires (des taches solaires sur d’autres étoiles).

Parce que les observations de transit ne reposent pas sur la masse de l’exoplanète, elles permettent aux astronomes de localiser des mondes plus petits. Une petite orbite signifie une éclipse un peu plus grande, quelle que soit la taille de la planète. C’est pourquoi les exoplanètes de la taille de la Terre, détectées à ce jour, sont généralement beaucoup plus proches de leur étoile que la Terre ne l’est du Soleil.

Le système Kepler-37 correspond à ce modèle. Ses trois planètes, Kepler-37b, c et d, dans l’ordre de leur distance de leur étoile hôte, sont toutes beaucoup plus proche de l’étoile que Mercure ne l’est du Soleil. L’étoile elle-même, désignée Kepler-37a, est plus petite, plus froide et donc plus faible que le Soleil, ce qui a également contribué à la détection de ses planètes : moins de luminosité signifie que les transits des exoplanètes apparaissent plus clairement.

Kepler-37d est la plus facile à repérer, d’un diamètre d’environ deux fois celui de la Terre et avec une orbite d’environ la moitié de celle de Mercure. Ces facteurs placent le monde dans la catégorie des "Super-Terre", alors que la planète a probablement une surface rocheuse. En se focalisant sur l’étoile, les astronomes ont mesuré le diamètre de Kepler-37c qui fait environ 75 % celui de la Terre, la plaçant par sa taille entre Mars et Vénus. Ils ont trouvé que son orbite faisait environ 1/3 de celle de Mercure.

La planète la plus proche et la plus petite, Kepler-37b, avait aussi les données les plus ambigües. Ce monde a un diamètre qui fait seulement environ 30 % celui de la Terre, ce qui la rend  plus petite que Mercure de 38 %. Son orbite est petite aussi, soit -10 % de celle l’orbite terrestre, soit 26 % de Mercure sur son orbite et elle fait le tour complet de son étoile en seulement 13 jours.

Avec sa petite taille et la proximité de Kepler-37a, cette planète est probablement rocheuse et dépourvue d’eau de surface ou d’atmosphère. Elle pourrait également être en rotation synchrone, présentant la même face à son étoile, tout comme la Lune qui présente toujours à la Terre son même côté.

La probable découverte  d’une exoplanète, plus petite en taille que Mercure, ouvre la possibilité d’en trouver d’autres et de nous donner une image plus claire de la diversité des corps planétaires. Kepler-37b n’est pas une surprise : les modèles de formation des planètes prédisent l’existence de ces petits corps. Toutefois, leur localisation permet aux astronomes de rajouter des détails à l’image que nous avons des systèmes planétaires, qui sont beaucoup plus variés et merveilleux que ce que ne pourrait laisser deviner notre propre système solaire.

La découverte détaillée dans une étude publiée sur Nature : A sub-Mercury-sized exoplanet, l’annonce et les images à partir de la NASA : NASA’s Kepler Mission Discovers Tiny Planet System.

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