Ils trouvent une exoplanète très proche de la taille de la Terre, candidate à l’habitabilité

Le groupe, dirigé par des scientifiques du Japan Astrobiology Center, de l’Université de Tokyo, de l’Observatoire astronomique national du Japon et de l’Institut de technologie de Tokyo grâce à une collaboration entre la campagne TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA et un programme de cartographie stratégique ( SSP) du télescope Subaru, a fait cette découverte grâce à l’observation des transits : lorsqu’une planète passe devant son étoile, elle provoque une diminution brève et régulière de la lumière sur elle ; Grâce à ce phénomène, les chercheurs peuvent découvrir des planètes très éloignées du système solaire.

“Nous avons trouvé à ce jour le monde de transit, tempéré et de la taille de la Terre le plus proche”, explique-t-il dans un article. déclaration Masayuki Kuzuhara, professeur associé au projet au Centre d’astrobiologie de Tokyo, qui a codirigé une équipe de recherche avec Akihiko Fukui, professeur associé au projet à l’Université de Tokyo. “Bien que nous ne sachions toujours pas si elle possède une atmosphère, nous avons considéré qu’il s’agit d’une exo-Vénus, avec une taille et une énergie reçue de son étoile similaires à celles de notre voisine planétaire du système solaire.”

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L’étoile autour de laquelle tourne Gliese 12 b (connue sous le nom de Gliese 12) est une naine rouge froide qui fait 27 % de la taille de notre Soleil, avec 60 % de la température de surface. En se concentrant sur ce sujet, l’équipe TESS a détecté des signes d’une planète candidate de la taille de la Terre en avril 2023. Ce rapport a motivé les astronomes à commencer des observations de suivi pour valider le signal du candidat avec des caméras multicolores développées par le Centre d’astrobiologie du Japon et l’Université de Tokyo.

Juan Carlos Morales et Ignasi Ribas, tous deux chercheurs de l’ICE-CSIC et de l’IEEC, ont collaboré avec l’équipe japonaise. “Nous avons pu limiter la masse de la planète à moins de 3,9 masses terrestres en combinant les mesures prises avec Subaru et celles réalisées avec CARMENES au télescope de 3,5 mètres de l’observatoire Calar Alto, à Almería”, explique Morales.

Grâce à ces observations, ils ont déterminé que Gliese 12 b fait un tour complet autour de son étoile tous les 12,8 jours et qu’elle a la taille de la Terre ou légèrement plus petite, comparable à celle de Vénus. En supposant qu’elle n’ait pas d’atmosphère, la température de la surface de la planète est estimée à environ 42°C.

“Gliese 12 b représente l’une des meilleures cibles pour étudier si les planètes de la taille de la Terre en orbite autour d’étoiles froides peuvent conserver leur atmosphère, une étape cruciale pour faire progresser notre compréhension de l’habitabilité des planètes de notre galaxie”, déclare José Antonio Caballero, astrophysicien à Centre d’astrobiologie de Madrid (CAB, CSIC-INTA) et co-auteur de l’article. En plus de CARMENES, l’équipe a effectué des observations avec le télescope Carlos Sánchez à l’Observatoire du Teide.

Les petites tailles et masses des étoiles naines rouges les rendent idéales pour trouver des planètes de la taille de la Terre. Une petite étoile signifie une plus grande atténuation à chaque fois qu’une planète passe devant elle, et une masse plus faible signifie qu’une planète en orbite peut produire une plus grande oscillation, connue sous le nom de « mouvement réflexe », de l’étoile. Ces effets rendent les planètes plus petites plus faciles à détecter.

La luminosité plus faible des étoiles naines rouges signifie également que leurs zones habitables (la plage de distances orbitales auxquelles de l’eau liquide pourrait exister à la surface d’une planète) sont plus proches d’elles. Cela rend plus facile la détection des planètes en transit dans les zones habitables autour des naines rouges qu’autour des étoiles qui émettent plus d’énergie.

Un excellent candidat pour l’étude atmosphérique

La distance qui sépare Gliese 12 de la nouvelle planète ne représente que 7 % de la distance entre la Terre et le Soleil. La planète reçoit 1,6 fois plus d’énergie de son étoile que nous ne recevons du Soleil et environ 85 % de ce que ressent Vénus.

“Gliese 12 b représente l’une des meilleures cibles pour étudier si les planètes de la taille de la Terre en orbite autour d’étoiles froides peuvent conserver leur atmosphère, une étape cruciale pour faire progresser notre compréhension de l’habitabilité des planètes de notre galaxie”, explique Shishir, doctorant à l’Institut. Centre d’Astrophysique de l’Université du Queensland du Sud (Australie). Il a codirigé une autre équipe de recherche aux côtés de Larissa Palethorpe, doctorante à l’Université d’Édimbourg et à l’University College de Londres.

“Il s’agit d’un candidat unique pour de nouvelles études atmosphériques qui pourraient aider à comprendre certains aspects de l’évolution de notre propre système solaire”, explique Palethorpe. «La Terre est encore habitable, mais Vénus ne l’est pas en raison de sa perte totale d’eau. “L’atmosphère de Gliese 12 b pourrait nous en apprendre beaucoup sur les trajectoires d’habitabilité que suivent les planètes au fur et à mesure de leur développement.”

La nature orageuse de l’étoile est un facteur important dans la rétention de l’atmosphère. Les naines rouges ont tendance à être magnétiquement actives, ce qui entraîne des éruptions de rayons X fréquentes et puissantes. Cependant, les analyses des deux équipes concluent que Gliese 12 ne montre aucun signe de comportement extrême, ce qui pourrait contribuer à préserver l’atmosphère de la planète.

Lors d’un transit, la lumière de l’étoile hôte traverse n’importe quelle atmosphère possible, l’échantillonnant efficacement. Différentes molécules de gaz absorbent différentes couleurs, de sorte que le transit fournit un ensemble d’empreintes chimiques qui peuvent être détectées par des télescopes comme le Webb.

“À ce jour, nous ne connaissons qu’une poignée de systèmes suffisamment proches de nous et répondant à d’autres critères nécessaires à ce type d’étude, appelé spectroscopie de transmission, utilisant les installations actuelles”, a déclaré Michael McElwain, astrophysicien de recherche au Goddard Center. . NASA Space Flight Center à Greenbelt, Maryland, et co-auteur de l’article de Kuzuhara. “Pour mieux comprendre la diversité des atmosphères autour des planètes tempérées semblables à la Terre, nous avons besoin de davantage d’exemples comme Gliese 12 b”, conclut-il.