100 nouvelles exoplanètes découvertes par le satellite Kepler

La chasse aux exoplanètes menée avec le satellite Kepler continue d’être fructueuse. Dans le cadre de la mission K2, 104 nouveaux mondes viennent d’être ajoutés après confirmations et étude complémentaire avec des télescopes terrestres. Un système de 4 planètes rocheuses a été débusqué, à seulement 181 années-lumière de chez nous.

Deux ans après que le cap des 1.000 exoplanètes découvertes ait été franchi, leur nombre a été multiplié par trois. Le 20 juillet 2016, la NASA en recensait 3.368 (3.473 pour le catalogue Exoplanet.eu). La grande majorité, 79 %, ont été débusquées par transit grâce à Kepler. Une méthode plutôt efficace qui permet d’épingler les planètes — quand il y en a et qu’elles sont alignées avec le satellite —, lorsqu’elles passent devant leur étoile. C’est la baisse de luminosité de celle-ci qui les trahit.

La chasse fut très bonne pour Kepler au cours de sa première campagne d’investigation, entre 2009 et 2013, où plus de 150.000 étoiles furent surveillées à travers une fenêtre du ciel boréal en direction de la Lyre et du Cygne.

Heureusement, cette quête est encore loin d’être terminée. D’une part parce que quelque 2.500 candidates attendent encore d’être vérifiées. Et d’autres parts, parce que sauvées d’un incident technique qui aurait pu le contraindre à abandonner définitivement l’aventure, le satellite, a entamé une nouvelle carrière — baptisée K2 — et en a déjà plein sa besace.

104 nouvelles proies, sur 197 candidats (il y a 30 faux positifs et 63 qui restent candidates), viennent en effet de s’ajouter. La différence cette fois avec sa mission initiale : les étoiles épiées sont en direction des constellations du zodiaque, c’est-à-dire dans le plan de l’orbite de la Terre autour du Soleil (écliptique). Pour les chercheurs, cela a l’avantage de permettre des observations complémentaires depuis les grands observatoires terrestres basés dans les deux hémisphères (beaucoup sont à Hawaï et au Chili).

Et puisque le satellite couvre un plus large champ de recherche, les découvertes de naines rouges — fraction la plus importante de la population stellaire de la Galaxie — se multiplient. « La mission K2 nous permet d’augmenter le nombre de petites étoiles rouges par un facteur 20, ce qui accroît de manière significative le nombre de ‘’stars’’ astronomiques qui représentent les meilleurs systèmes pour une étude plus approfondie » indique Ian Crossfield, jeune chercheur au Laboratoire lunaire et planétaire de l’université d’Arizona et principal auteur de l’étude publiée dans The Astrophysical Journal Supplement Series (disponible sur arXiv).

Pour corroborer les prises de K2 et inférer certaines de leurs propriétés physiques, les chercheurs ont bénéficié du soutien de grands télescopes au sol tels que Gemini-North et Keck (Hawaï), les Automated Planet Finder de l’université de Californie (observatoire Lick sur le mont Hamilton, Californie) et le Large Binocular Telescope (Arizona). Les auteurs montrent qu’ils ont mis en œuvre une stratégie efficace pour valider les candidates (15 à 30 % de faux positifs). C’est un « tremplin » vers les prochaines missions qui viseront à caractériser l’atmosphère des exoplanètes.

« Cette liste abondante d’exoplanètes de la mission K2 souligne le fait que l’examen ciblé des étoiles brillantes et des étoiles voisines le long de l’écliptique fournit de nombreuses nouvelles planètes intéressantes », remarque Steve Howell, de l’équipe scientifique de K2.

Photo montage où figurent au premier plan les observatoires au sommet du Mauna Kea à Hawaï, le satellite Kepler superposé au ciel étoilé. Les champs de K2, le long de l’écliptique, sont délimités en jaune et les points jaunes indiquent les exoplanètes confirmées — Crédit : Karen Teramura (UHIfA), Miloslav Druckmüller, Shadia Habbal, NASA

Le cas intéressant de K2-72

Parmi les 104 exoplanètes validées dans 57 systèmes, ce sont celles qui gravitent autour de la naine rouge K2-72, dans la constellation du Verseau, à 181 années-lumière (seulement) de nous, qui retiennent le plus l’attention des chercheurs. Elles sont quatre et toutes de type rocheuses, arborant des tailles entre 20 et 50 % supérieures à celles de la Terre.

Leurs périodes orbitales autour de cette étoile deux fois plus petite que le Soleil vont de 5,5 à 24 jours. Elles sont donc assez proches de leur soleil en comparaison avec notre système planétaire (plus proches que Mercure), mais cela n’enlève pas la possibilité pour deux d’entre elles, d’avoir de l’eau à l’état liquide à leur surface, voire de pouvoir accueillir de la vie. L’énergie qu’elles reçoivent de leur étoile en font des mondes potentiellement habitables (les naines rouges peuvent toutefois être redoutables), ni trop chaud ni trop froid. Selon les auteurs, K2-72c, où l’année dure 15 jours, serait 10 % plus chaude que la Terre et K2-72e, dont l’orbite est de 24 jours, serait, 6 % plus froide.

À ceux-ci s’ajoutent trois autres cas habitables été identifiés dans d’autres systèmes. Tous constituent de bons candidats pour les prochaines missions TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) et JWST, le télescope spatial James Webb.

Retrouvez les 3.400 exoplanètes découvertes (et à venir) dans les applications Exoplanet (iOS et Mac OS) et Exo Planètes Explorateur 3D (Android). Nombreuses animations et informations sont fournies dans ces atlas interactif à travers la Galaxie. La Nasa vous propose aussi d’explorer plusieurs exoplanètes étranges en 3D.