Les astronomes ont découvert une autre planète de la taille de la Terre. Il se trouve à environ 31 années-lumière et orbite dans la zone habitable d’une naine rouge. Il est probablement verrouillé par les marées, ce qui peut être un problème autour des étoiles naines rouges. Mais l’équipe qui l’a trouvé est optimiste quant à son habitabilité potentielle.
La perspective de trouver des planètes semblables à la Terre soulève la perspective de trouver de la vie ailleurs. Mais ils sont difficiles à repérer. Sur les quelque 5 200 exoplanètes que nous connaissons, seule une infime minorité peut être décrite comme semblable à la Terre. La NASA les appelle des planètes terrestres, et elles vont de la moitié de la masse de la Terre à deux fois la masse de la Terre. Mais l’appellation ne fait référence qu’à leur taille et à leur composition.
Une planète de la taille de la Terre ne ressemble à la Terre que si son étoile se comporte bien. Et cela a été un problème pour les planètes en orbite autour de naines rouges. Les naines rouges sont connues pour leurs violentes torches UV. Cela peut éliminer l’atmosphère de n’importe quelle planète dans sa zone habitable, semblable à la Terre ou non.
Une équipe d’astronomes de l’Institut Max Planck d’astronomie pense avoir trouvé une planète en orbite autour d’une naine rouge qui pourrait être une exception à la règle. Même si la planète est verrouillée par les marées, les chercheurs pensent qu’elle pourrait rester habitable de son côté. Ils pensent également que la planète est un bon candidat pour rechercher des biosignatures.
Les chercheurs ont rapporté leurs découvertes dans un article intitulé “The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Wolf 1069 b : Planète de masse terrestre dans la zone habitable d’une étoile voisine de très faible masse. L’article est publié dans la revue Astronomy and Astrophysics, et l’auteur principal est Diana Kossakowski. Kossakowski est du département de formation des planètes et des étoiles du MPIA.
Les planètes de faible masse comme la Terre sont difficiles à repérer, en particulier autour des grandes étoiles. CARMENES est l’acronyme de Calar Alto recherche haute résolution des naines M avec Exo-terres avec Spectrographes Proche Infrarouge et Échelle optique. L’instrument est une paire de spectrographes sur le télescope de 3,5 mètres de l’observatoire de Calar Alto en Espagne. CARMENES a observé des centaines d’étoiles naines rouges de faible masse et a recherché des planètes de faible masse dans leurs zones habitables. CARMENES utilise la vitesse radiale pour détecter les minuscules changements que les petites planètes induisent dans les petites naines rouges autour desquelles elles orbitent.
L’une des étoiles trouvées par CARMENES s’appelle Wolf 1069. Elle n’est que 17% aussi massive que le Soleil et seulement 18% du rayon du Soleil. Il héberge une seule planète appelée Wolf 1069b. “Lorsque nous avons analysé les données de l’étoile Wolf 1069, nous avons découvert un signal clair et de faible amplitude de ce qui semble être une planète d’environ la masse terrestre. Il orbite autour de l’étoile en 15,6 jours à une distance équivalente à un quinzième de la séparation entre la Terre et le Soleil », a déclaré l’auteur principal Kossakowski.
Étant donné que Wolf 1069 est tellement plus petit et moins énergétique qu’une étoile comme notre Soleil, sa zone habitable est beaucoup plus proche. Si Wolf 1069 b était en orbite autour de notre Soleil à la même distance qu’il orbite autour de la naine rouge, il serait frit. Ainsi, même si Wolf 1069 b est si proche de son étoile, la planète reçoit moins d’énergie que la Terre du Soleil, seulement environ 65 %. “En conséquence, la soi-disant zone habitable est déplacée vers l’intérieur”, a déclaré Kossakowski.
“Wolf 1069 b, avec une distance de 0,0672 ± 0,0014 au par rapport à l’étoile, se situe confortablement dans les limites conservatrices de HZ, à savoir, 0,056 au à 0,111 au, compte tenu des limites d’emballement et de serre maximale, respectivement”, écrivent les auteurs dans leur papier.
CARMENES excelle dans la recherche de planètes de faible masse autour d’étoiles de faible masse car elle utilise la vitesse radiale plutôt que la méthode de transit. “L’enquête CARMENES fournit ainsi un aperçu complet des systèmes planétaires autour des naines M du nord à proximité”, explique le site CARMENES. “En atteignant le royaume des planètes semblables à la Terre, il fournit un trésor pour des études de suivi sondant leur habitabilité.”
Wolf 1069 b ne transite pas par l’étoile de notre point de vue, donc sans CARMENES, les astronomes ne l’auraient peut-être jamais trouvée. “L’instrument CARMENES a été construit dans le but même de faciliter la découverte d’autant de mondes potentiellement habitables que possible”, a déclaré le co-auteur de l’étude Jonas Kemmer de l’Université de Heidelberg.
Habitable signifie seulement que la surface pourrait supporter la présence d’eau liquide. Mais il faudrait qu’il y ait une atmosphère appropriée pour que cela se produise. Les astronomes disent que si Wolf 1069 b avait une atmosphère similaire à la Terre, la température pourrait atteindre 13 degrés Celsius du côté jour. Cela permettrait à l’eau liquide d’exister sur une grande partie de la planète. Les chercheurs ont utilisé la modélisation informatique pour montrer que la planète pouvait supporter de l’eau sur une grande variété de types atmosphériques.
Mais l’atmosphère fait plus que permettre à l’eau d’exister sous forme liquide. S’il est là, il peut remplir un autre rôle crucial dans l’habitabilité. Cela pourrait aider à protéger la planète des radiations et des particules à haute énergie qui, autrement, rendraient la planète stérile. Les naines rouges sont connues pour leur intense torchage UV qui peut dépouiller les atmosphères.
Proxima Centauri est le système stellaire le plus proche de la Terre, et ce fut une grande nouvelle lorsque les astronomes y ont détecté des exoplanètes. Proxima Centauri b a été découverte en 2016. Elle est juste un peu plus massive que la Terre et orbite autour de la naine rouge dans sa zone habitable. Mais Proxima Centauri est une étoile flamboyante, et cela pourrait signifier que la zone habitable n’est pas du tout habitable.
Wolf 1069 semble manquer du type de torchage puissant que présentent les autres naines rouges. Si tel est le cas, sa zone habitable pourrait en fait être habitable. Mais le torchage peut être intermittent et les astronomes n’en ont peut-être pas encore vu. Il y a donc de bonnes raisons de tempérer l’optimisme.
En revanche, les naines rouges n’éclatent pas au même rythme tout au long de leur vie. Quand ils sont jeunes, ils sont plus énergiques et risquent de rendre très difficile pour les planètes voisines de conserver une atmosphère. En fonction de la rapidité avec laquelle Wolf 1069 a développé une atmosphère, si c’était le cas, il pourrait encore la conserver à ce jour si le flamboiement de l’étoile appartient au passé. Il est même possible que la petite planète ait un champ magnétique qui pourrait aider à la protéger.
Partout où les astronomes trouvent des exoplanètes, ils les trouvent en groupes. Mais ce système semble différent. Les astronomes n’ont trouvé aucune preuve de frères et sœurs pour Wolf 1069 b. Certaines modélisations informatiques montrent que les étoiles de faible masse peuvent se retrouver avec une seule planète en orbite autour d’elles, ce qui semble être le cas ici. “Nos simulations informatiques montrent qu’environ 5% de tous les systèmes planétaires en évolution autour d’étoiles de faible masse, telles que Wolf 1069, se retrouvent avec une seule planète détectable”, a expliqué Remo Burn, scientifique du MPIA, membre de l’équipe de l’étude. L’équipe ne peut pas complètement exclure une autre planète dans le système. Mais s’il y en a un, il faudrait qu’il soit sur une large orbite bien en dehors de la zone habitable.
Les simulations expliquent également que Wolf 1069 b pourrait encore avoir l’un des biens les plus précieux de la vie : un noyau en fusion.
“Les simulations révèlent également une étape de rencontres violentes avec des embryons planétaires lors de la construction du système planétaire, conduisant à des impacts catastrophiques occasionnels”, a ajouté Burn. Les impacts créent une énorme quantité de chaleur, ce qui pourrait signifier que Wolf 1069 a traversé une phase océanique de magma comme la Terre. Si tel était le cas, le noyau planétaire devrait encore être chaud et liquide aujourd’hui et composé de fer et de nickel denses. Cela pourrait créer une dynamo qui produit un champ magnétique global protecteur similaire à celui de la Terre.
Wolf 1069 b n’est qu’à 31 années-lumière, ce qui en fait la sixième planète de masse terrestre la plus proche dans la zone habitable de son étoile. Sa proximité, ainsi que son habitabilité potentielle, en font un candidat vedette pour une étude de suivi plus détaillée. C’est dans la même classe que Proxima Centauri b et TRAPPIST-1 e. Tous trois sont des candidats appropriés dans la recherche de biosignatures. Mais puisque Proxima Centauri b et Wolf 1069 b ont tous deux été trouvés en utilisant la méthode de la vitesse radiale, ils ne sont pas des cibles pour la spectroscopie habituelle. Ils ne passent pas entre nous et leur étoile, il n’y a donc aucune possibilité pour le JWST ou tout autre télescope d’examiner leurs atmosphères. Les astronomes devront attendre leur chance.
“Nous devrons probablement attendre encore dix ans pour cela”, souligne Kossakowski. “Bien qu’il soit crucial que nous développions nos installations en considérant que la plupart des mondes potentiellement habitables les plus proches sont détectés uniquement via la méthode RV.” Le télescope extrêmement grand (ELT) de l’ESO pourrait être en mesure de caractériser les conditions de ces planètes en utilisant la lumière réfléchie, mais sa première lumière est dans quelques années, espérons-le en 2028. D’ici là, Kossakowski et son équipe attendent avec impatience de trouver des candidats plus excitants. comme Loup 1069 b.
“Pour conclure”, écrivent les chercheurs, “Wolf 1069 b est une découverte remarquable qui permettra une exploration plus approfondie de l’habitabilité des planètes de masse terrestre autour des naines M, ainsi qu’une étude de cas pour tester les théories de la formation planétaire.”
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