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La découverte d’une superterre révèle une exoplanète potentiellement capable d’abriter la vie

An artist's impression of the HD 20794 d exoplanet. Photo: Nasa

Trente ans après la découverte de la première exoplanète, les astronomes en ont détecté plus de 7 000 dans notre galaxie. Mais il en reste encore des milliards à découvrir. Parallèlement, les exoplanétologues ont commencé à s’intéresser à leurs caractéristiques, dans le but de trouver de la vie ailleurs dans l’univers. C’est dans ce contexte que s’inscrit la découverte de la super-Terre HD 20794 d par une équipe internationale comprenant l’Université de Genève (UNIGE) et le PRN PlanetS.

La nouvelle planète se trouve sur une orbite excentrique, de sorte qu’elle oscille à l’intérieur et à l’extérieur de la zone habitable de son étoile. Cette découverte est le fruit de 20 ans d’observations à l’aide des meilleurs télescopes du monde. Les résultats sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Sommes-nous seuls dans l’univers ? Pendant des milliers d’années, cette question est restée confinée à la philosophie, et ce n’est que très récemment que la science moderne a commencé à fournir des hypothèses et des preuves solides pour y répondre. Cependant, les astronomes progressent lentement.

Chaque nouvelle découverte, qu’elle soit théorique ou observationnelle, ajoute à l’édifice en repoussant les limites de la connaissance. Ce fut le cas avec la découverte en 1995 de la première planète en orbite autour d’une étoile autre que le soleil, qui a valu à deux chercheurs de l’UNIGE, Michel Mayor et Didier Queloz, le prix Nobel de physique 2019. Le consensus scientifique actuel pointe vers l’existence d’un système planétaire pour chaque étoile de notre galaxie.

Les astronomes sont désormais à la recherche d’exoplanètes plus faciles à caractériser ou présentant des caractéristiques intéressantes pour tester leurs hypothèses et consolider leurs connaissances. C’est le cas de la planète HD 20794 d, qui vient d’être détectée par une équipe comprenant des membres du Département d’astronomie de l’UNIGE.

La zone habitable du système HD 20794.
UNIGE

Dans la zone habitable de son étoile
Cette planète prometteuse est une super-Terre, une planète tellurique plus grande que la Terre. Elle fait partie d’un système planétaire contenant deux autres planètes. Elle tourne autour d’une étoile de type G, comme le soleil, à une distance de seulement 19,7 années-lumière, soit, à l’échelle de l’univers, dans le très proche voisinage de la Terre.

Cette « proximité » la rend plus facile à étudier, car ses signaux lumineux sont plus visibles et plus intenses. « HD 20794, autour de laquelle orbite HD 20794 d, n’est pas une étoile ordinaire », explique Xavier Dumusque, maître d’enseignement et de recherche au Département d’astronomie de l’UNIGE et co-auteur de l’étude.

« Sa luminosité et sa proximité en font un candidat idéal pour les futurs télescopes dont la mission sera d’observer directement les atmosphères des exoplanètes. »

L’intérêt de la planète HD 20794 d réside dans sa position dans la zone habitable de son étoile, zone qui délimite l’endroit où l’eau liquide peut exister, une des conditions nécessaires au développement de la vie telle que nous la connaissons. Cette zone dépend de plusieurs facteurs, principalement des propriétés stellaires.

Pour des étoiles comme le soleil ou HD 20794, elle peut s’étendre de 0,7 à 1,5 unité astronomique (UA), englobant non seulement l’orbite de la Terre mais aussi celle de Mars dans le cas du soleil. L’exoplanète HD 20794 d met 647 jours pour tourner autour de son étoile, soit environ 40 jours de moins que Mars.

Au lieu de suivre une orbite relativement circulaire, comme la Terre ou Mars, HD 20794 d suit une trajectoire elliptique avec de grands changements dans la distance à son étoile au cours de sa révolution. La planète oscille ainsi entre le bord intérieur de son étoile HZ (0,75 UA) et l’extérieur de celle-ci (2 UA) tout au long de son orbite.

Cette configuration est particulièrement intéressante pour les astronomes car elle leur permet d’ajuster les modèles théoriques et de tester leur compréhension de la notion d’habitabilité d’une planète. S’il y a de l’eau sur HD 20794 d, elle passerait de l’état de glace à l’état liquide, propice à l’apparition de la vie, au cours de la révolution de la planète autour de l’étoile.

De nombreuses années d’observation
La détection de cette super-Terre n’a pas été facile et le processus a été itératif. L’équipe a analysé plus de 20 ans de données provenant d’instruments de pointe tels qu’ESPRESSO et HARPS. Pour ce dernier, les scientifiques ont pu compter sur YARARA, un algorithme de réduction de données récemment développé à l’UNIGE.

Pendant des années, les signaux planétaires ont été masqués par le bruit, ce qui rendait difficile le discernement de l’existence des planètes. « Nous avons analysé les données pendant des années, en éliminant soigneusement les sources de contamination », explique Michael Cretignier, chercheur post-doctoral à l’Université d’Oxford, co-auteur de l’étude et développeur de YARARA pendant son doctorat à l’UNIGE.

La découverte de HD 20794 d offre aux scientifiques un laboratoire intéressant pour modéliser et tester de nouvelles hypothèses dans leur recherche de la vie dans l’univers.

La proximité de ce système planétaire avec son étoile brillante en fait également une cible de choix pour les instruments de nouvelle génération tels que le spectrographe ANDES du Très Grand Télescope (ELT) de l’ESO. Pour savoir si cette planète abrite la vie, il faudra encore franchir un certain nombre d’étapes scientifiques et adopter une approche transdisciplinaire.

Les conditions de son habitabilité sont déjà étudiées par le nouveau Centre pour la vie dans l’univers (CVU) de la Faculté des sciences de l’UNIGE.

An artist’s impression of the HD 20794 d exoplanet. Photo: Nasa

Adaptation Terra Projects

Source : https://phys.org/

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