La chasse aux planètes extrasolaires habitables continue ! Grâce à des missions dédiées comme Kepler, TESS, et Hubble, le nombre de planètes extrasolaires confirmées a explosé ces quinze dernières années (avec 5 272 confirmées et ça continue !). Dans le même temps, les télescopes, les spectromètres et les techniques d’imagerie avancées de nouvelle génération permettent aux astronomes d’étudier de plus près les atmosphères des exoplanètes. Bref, le domaine passe du processus de découverte à celui de caractérisation, permettant aux astronomes de mieux contraindre l’habitabilité.
Trouver des planètes “semblables à la Terre” potentiellement habitables autour de ces étoiles plus faibles est l’objectif de la recherche haute résolution de Calar Alto pour les naines M avec Exoearths with Near-infrared and optical Echelle Spectrographs (CARMENES), situé à l’observatoire de Calar Alto en Espagne . Dans une étude parue dans Astronomie & Astrophysique aujourd’hui, le Consortium CARMENES a publié des données (Data Release 1) issues d’environ 20 000 observations réalisées entre 2016 et 2020. Parmi les mesures obtenues à partir de 362 étoiles froides proches, le DR1 contenait des données sur 59 nouvelles planètes.
L’instrument CARMENES est un spectrographe optique et proche infrarouge monté sur le télescope de 3,5 mètres et l’un des chasseurs de planètes les plus sophistiqués au monde utilisant la méthode de vitesse radiale. Aussi connue sous le nom de spectroscopie Doppler, cette méthode consiste à mesurer la lumière d’étoiles lointaines avec des spectromètres pour rechercher des signes de décalage vers le rouge et vers le bleu – qui montrent si la planète se déplace d’avant en arrière. Ce mouvement indique la présence de forces gravitationnelles agissant sur l’étoile (c’est-à-dire un système de planètes en orbite) et peut donner des estimations de masse précises.
Le Consortium CARMENES qui a conçu et construit cet instrument comprend plus de 200 scientifiques et ingénieurs de 11 institutions espagnoles et allemandes. Cela comprend le Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), l’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), l’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), l’Institut de Sciences de l’Espai (ICE-CSIC), l’Institut für Astrophysik Göttingen (IAG), l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), le Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) et le Centro Astronómico Hispano- Alemán (CAHA).
Depuis 2015, l’objectif du Consortium est de rechercher des exoplanètes de type terrestre autour d’étoiles naines rouges proches. Depuis lors, l’instrument CARMENES a doublé le nombre d’exoplanètes connues autour d’étoiles de type M proches en utilisant la méthode de vitesse radiale. Les 59 exoplanètes qu’ils ont identifiées entre 2016 et 2019 sont soit de nouvelles découvertes, soit des confirmations de candidats précédemment détectés, dont 6 géantes gazeuses de type Jupiter, 10 géantes gazeuses de type Neptune et 43 Terres et Super-Terres. Une douzaine de ces dernières planètes ont été trouvées en orbite dans les zones habitables circumsolaires des étoiles.
“Depuis sa mise en service, CARMENES a réanalysé 17 planètes connues et a découvert et confirmé 59 nouvelles planètes autour d’étoiles à proximité de notre système solaire, apportant une contribution significative à l’élargissement du recensement des exoplanètes à proximité”, a déclaré le Dr Ignasi. Ribas, chercheur à l’ICE-CSIC et directeur de l’Institut d’études spatiales de Catalogne (IEEC) qui a dirigé l’élevage, dans un récent communiqué de presse du MPIA.
“Afin de déterminer l’existence de planètes autour d’une étoile, nous l’observons au moins 50 fois”, a ajouté Juan Carlos Morales, chercheur IEEC à l’ICE-CSIC. “Bien que la première série de données ait déjà été publiée pour permettre l’accès à la communauté scientifique, les observations sont toujours en cours.”
L’article publié dans Astronomie & Astrophysique est la 100e étude réalisée par le Consortium CARMENES, démontrant le succès du projet dans la détection d’exoplanètes autour d’étoiles plus faibles et de faible masse. Entre 2016 et 2019, CARMENES a observé près de la moitié de toutes les étoiles de type M à proximité dans deux gammes de longueurs d’onde proche infrarouge – 0,52 à 0,96 µm et 0,96 à 1,71 µm – dont certaines ne peuvent être observées que depuis l’hémisphère sud. De plus, les spectres qu’ils ont obtenus ont fourni des informations sur les atmosphères des étoiles et de leurs planètes, ce qui est essentiel à la caractérisation.
L’équipe du Consortium espère que la publication de ce premier grand ensemble de données stimulera de nouvelles recherches et découvertes. Les experts utilisent également les données de lumière visible des étoiles étudiées pour améliorer le traitement des données infrarouges de CARMENE. Une fois que ces informations seront rendues publiques, les astronomes disposeront d’un autre grand ensemble de données d’observations avec lesquelles travailler. En attendant, le Consortium mène d’autres observations des mêmes étoiles via CARMENES Legacy-Plus, qui a débuté en 2021 et devrait durer jusqu’à la fin de 2023.
Le Consortium CARMENES prévoit d’étudier environ 300 étoiles de la séquence principale de type tardif M5V – des soleils nains rouges environ 0,162 fois plus massifs que le Soleil. Le but ultime est de détecter jusqu’à 2 millions de planètes semblables à la Terre qui orbitent dans les zones habitables des étoiles de type M. Cela contribuera grandement à régler le débat sur la question de savoir si la vie peut ou non survivre sous un «ciel cramoisi», qui fait toujours l’objet d’un débat considérable.
Lectures complémentaires : MPIA, Astronomie & Astrophysique
