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Le premier système à 5 planètes découvert par des scientifiques citoyens

17 Jan 2018 | 0 commentaires

K2-138 systeme

Une équipe internationale de scientifiques citoyens et d’astronomes professionnels a découvert un système d’au moins cinq grandes exoplanètes, en orbite autour d’une étoile semblable au Soleil (de type solaire), K2-138. Ce système planétaire est à environ 792 années-lumière de la Terre vers la constellation du Verseau.

Image d’entête : représentation artistique du système K2-138. (NASA/ JPL-Caltech/ R. Hurt (IPAC))

K2-138, également connu sous le nom de 2MASS J23154776-1050590 et EPIC 245950175, est une étoile de classe K “moyennement brillante”. Elle est légèrement plus petite et plus froide que notre Soleil et héberge au moins cinq planètes massives : K2-138b, c, d, e et f. Ces mondes extraterrestres font tous entre la taille de la Terre et de Neptune : la planète K2-138b peut être potentiellement rocheuse, mais les planètes K2-138c, d, e et f contiennent probablement de grandes quantités de glace et de gaz.

Les cinq planètes ont des périodes orbitales plus courtes que deux semaines (2,35, 3,56, 5,40, 8,26 et 12,76 jours) et il y fait incroyablement chaud, de 427 à 982 °C. Elles semblent également orbiter leur étoile en cercles concentriques, formant un système planétaire étroit, contrairement à notre propre système solaire elliptique et plus espacé.

Représentation du système K2-138 présentant les orbites et les tailles relatives des 5 planètes connues. (NASA/ JPL-Caltech/ R. Hurt (IPAC))

K2-138 systeme 2

Selon les astronomes :

Le mérite de cette découverte planétaire revient principalement aux citoyens-chercheurs, environ 10 000 du monde entier, qui ont analysé les données disponibles au public de la mission K2, la suite de la mission du télescope spatial Kepler de la NASA.

Les données de K2 comprennent des courbes de lumière, des graphiques de l’intensité lumineuse d’étoiles individuelles dans le ciel. Un creux dans la lumière des étoiles indique un éventuel passage, ou traversée, d’un objet tel qu’une planète devant son étoile (méthode du transit).

La mission originale de Kepler était gérée principalement par une équipe dévouée de scientifiques et d’astronomes formés qui étaient chargés d’analyser les données entrantes, de rechercher les transits et de classer les exoplanètes candidates. En revanche, la mission K2 a été principalement motivée par des travaux décentralisés et dirigés par la communauté.

En 2017, les données K2 ont été rendues publiques afin de mobiliser autant de volontaires que possible dans la recherche d’exoplanètes. Ils ont utilisé une plate-forme populaire de citoyens scientifiques appelée Zooniverse pour créer leur propre projet, baptisé Exoplanet Explorers.

Pour ce nouveau projet, les scientifiques ont d’abord exécuté un algorithme de détection de signal pour identifier de potentiels transits dans les données K2, puis ils les ont mises à dispositions sur la plate-forme Zooniverse. Ils ont conçu un programme de formation pour enseigner aux utilisateurs ce qu’il faut rechercher afin de déterminer si un signal correspond à celui d’un transit planétaire. Cela a notamment permis d’identifier 44 planètes de la taille de Jupiter, 72 de la taille de Neptune et 44 planètes de la taille de la Terre, ainsi que 53 super-Terres.

Un ensemble de signaux en particulier a suscité l’intérêt des chercheurs. Ils ressemblaient aux transits de 5 planètes en orbite autour d’une seule étoile, K2-138.

Pour le suivi, ils ont recueilli des données complémentaires de l’étoile obtenues précédemment à partir de télescopes au sol, ce qui leur a permis d’estimer la taille, la masse et la température de l’étoile. Ils ont ensuite pris quelques mesures supplémentaires pour s’assurer qu’il s’agissait bien d’une seule étoile et non d’une grappe/ amas d’étoiles.

En regardant de près les courbes de lumière associées à l’étoile, ils ont déterminé qu’il était «extrêmement probable» que 5 objets ressemblant à des planètes se croisaient devant l’étoile. À partir de leurs estimations des paramètres de l’étoile, ils ont déduit la taille des 5 planètes ainsi que leurs orbites.

L’architecture orbitale de ce système planétaire ressemble à celle des satellites galiléens de Jupiter.

L’étude publiée dans The Astronomical Journal : The K2-138 System: A Near-resonant Chain of Five Sub-Neptune Planets Discovered by Citizen Scientists et présentée sur le site du Caltech: Citizen Scientists Discover Five-Planet System.

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