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Découverte de la première exoplanète (TOI-700d) de la taille de la Terre dans une zone habitable

credit NASA's Goddard Space Flight Center

TESS, le satellite Transiting Exoplanet Survey, a été lancé en 2018 dans le but de découvrir de petites planètes autour des étoiles les plus proches du Soleil, des étoiles suffisamment brillantes pour permettre le suivi des caractérisations des masses et des atmosphères de leurs planètes. TESS a jusqu’à présent découvert dix-sept petites planètes autour de onze étoiles proches qui sont des naines M – des étoiles plus petites que le Soleil (moins d’environ 60% de la masse du Soleil) et plus froides (températures de surface inférieures à environ 3900 kelvin). Dans une série de trois articles parus ce mois-ci, les astronomes rapportent que l’une de ces planètes, TOI-700d, est de la taille de la Terre et se trouve également dans la zone habitable de son étoile ; ils analyses également de son possible climat.

L’exoplanète semblerait avoir un diamètre, selon les scientifiques, 1,19 fois plus grand que la Terre, ce qui ferait environ 15 163 kilomètres. Elle se trouve dans la zone habitable de TOI 700, une naine rouge à 100 années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Dorade. 

Les astronomes du Centre d’astrophysique Joseph Rodriguez, Laura Kreidberg, Karen Collins, Samuel Quinn, Dave Latham, Ryan Cloutier, Jennifer Winters, Jason Eastman et David Charbonneau faisaient partie des équipes qui ont étudié TOI-700d, l’une des trois petites planètes en orbite autour d’un étoile naine M (sa masse est de 0,415 masse solaire) située à cent deux années-lumière de la Terre. L’analyse des données de TESS a trouvé les tailles provisoires des planètes comme étant approximativement de la taille de la Terre, 1,04, 2,65 et 1,14 rayons de la Terre, respectivement, et leurs périodes orbitales comme 9,98, 16,05 et 37,42 jours, respectivement. Dans notre système solaire, Mercure tourne autour du Soleil en 88 jours environ; il est si proche du Soleil que sa température peut atteindre plus de 400 degrés Celsius. Mais parce que cette étoile naine M est plus froide comparativement, ainsi même si elle est beaucoup plus proche de l’étoile que Mercure ne l’est du Soleil, cela la place dans la zone habitable – une région dans laquelle les températures permettent à l’eau de surface (le cas échéant) ) de rester liquide lorsqu’il y a aussi une atmosphère. Cela rend cette planète TOI-700d de la taille de la Terre particulièrement intéressante en tant qu’hôte potentiel à la vie.

Un schéma des planètes autour de l’étoile naine M TOI-700, découverte par TESS. 
La troisième (la planète la plus éloignée de l’étoile), TOI-700d, se trouve dans la zone habitable de l’étoile (représentée en vert). 
En utilisant la caméra IRAC sur Spitzer, l’équipe a affiné la masse de la planète en 2,1 masses terrestres et 1,14 rayons terrestres. 
(L’échelle montre 0,2 unité astronomique; UA étant la distance moyenne Terre-Soleil.) Crédit: Rodriguez et al 2020

Les détections du TESS étaient passionnantes mais incertaines: les signaux étaient faibles et il restait une petite possibilité que la détection de TOI-700d soit fausse. En raison de l’importance potentielle de trouver une planète proche de la taille de la Terre dans une zone habitable, les scientifiques de TESS se sont tournés vers la caméra IRAC de l’observatoire spatial Spitzer pour confirmation. Avant d’être éteinte par la NASA en février 2020, la caméra IRAC était de loin la caméra infrarouge la plus sensible de l’espace. L’équipe TESS a observé TOI-700 avec IRAC en octobre 2019 et janvier 2020, acquérant des détections claires des planètes avec environ deux fois le rapport signal-bruit de TESS, suffisamment pour améliorer de 61% l’orbite de la planète et de manière significative affiner notre connaissance de ses autres caractéristiques, affiner le rayon comme ci-dessus et trouver la masse à 2,1 masses terrestres. Les résultats, en particulier en comparaison avec les propriétés d’autres planètes, suggèrent que cette planète peut être rocheuse et susceptible d’avoir un côté de la planète toujours face à l’étoile.

S’il y avait de l’eau liquide à la surface du TOI-700d, affirment les astronomes, il y aurait également des nuages ​​contenant de l’eau dans l’atmosphère, et l’équipe utilise des modèles de système climatique pour estimer ses propriétés et ce que des mesures plus sensibles pourraient y trouver. Ils concluent, cependant, que les missions spatiales en cours, y compris JWST, manqueront probablement de sensibilité pour détecter les caractéristiques atmosphériques d’un facteur dix ou plus. Leurs études climatiques détaillées aideront néanmoins les astronomes à limiter les types de télescopes et d’instruments qui seront nécessaires pour enquêter sur cette passionnante nouvelle voisine.

Adaptation Terra Projects

Sources : https://phys.org/ / https://fr.wikipedia.org/

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