Depuis des siècles, les êtres humains se sont interrogés sur la possibilité d'autres Terres en orbite autour d'étoiles lointaines. Peut-être que certains de ces mondes extraterrestres abriteraient des formes de vie étranges ou auraient des histoires ou des avenirs uniques et révélateurs. Mais ce n'est qu'en 1995 que les astronomes ont repéré les premières planètes en orbite autour d'étoiles solaires en dehors de notre système solaire.

Au cours de la dernière décennie, en particulier, le nombre de planètes connues pour orbiter autour d'étoiles lointaines est passé de moins de 100 à bien plus de 2, 000, avec 2 autres, 000 planètes probables en attente de confirmation. La plupart de ces nouvelles découvertes sont dues à une seule entreprise :la mission Kepler de la NASA.

Kepler est un vaisseau spatial abritant un télescope de 1 mètre qui éclaire un appareil photo numérique de 95 mégapixels de la taille d'une plaque à biscuits. L'instrument a détecté de minuscules variations dans la luminosité de 150, 000 étoiles lointaines, à la recherche du signe révélateur d'une planète bloquant une partie de la lumière des étoiles lorsqu'elle traverse la ligne de mire du télescope. Il est si sensible qu'il pourrait détecter une mouche bourdonnant autour d'un seul lampadaire à Chicago depuis une orbite au-dessus de la Terre. Il peut voir les étoiles trembler et vibrer; il peut voir des taches stellaires et des fusées éclairantes ; et, dans des situations favorables, il peut voir des planètes aussi petites que la lune.

Les milliers de découvertes de Kepler ont révolutionné notre compréhension des planètes et des systèmes planétaires. Maintenant, cependant, le vaisseau spatial est presque à court de carburant hydrazine et mettra fin à sa vie fantastique au cours des prochains mois. Heureusement pour les chasseurs de planètes, La prochaine mission TESS de la NASA attend dans les coulisses et prendra en charge la recherche d'exoplanètes.

L'histoire de Kepler

La mission Kepler a été conçue au début des années 1980 par le scientifique de la NASA Bill Borucki, avec l'aide ultérieure de David Koch. À l'époque, il n'y avait pas de planètes connues en dehors du système solaire. Kepler a finalement été assemblé dans les années 2000 et lancé en mars 2009. J'ai rejoint l'équipe scientifique de Kepler en 2008 (en tant que débutant aux yeux écarquillés), éventuellement co-présider le groupe étudiant les mouvements des planètes avec Jack Lissauer.

Initialement, la mission était prévue pour trois ans et demi avec des prolongations possibles aussi longtemps que le combustible, ou la caméra, ou le vaisseau spatial a duré. Comme le temps passait, des parties de la caméra ont commencé à tomber en panne mais la mission a persisté. Cependant, en 2013 lorsque deux de ses quatre gyroscopes stabilisateurs (techniquement "roues de réaction") se sont arrêtés, la mission originale de Kepler s'est effectivement terminée.

Même à ce moment là, avec un peu d'ingéniosité, La NASA a pu utiliser la lumière réfléchie du Soleil pour aider à diriger le vaisseau spatial. La mission a été rebaptisée K2 et a continué à trouver des planètes pendant une autre demi-décennie. Maintenant, avec la jauge de carburant presque vide, la chasse aux planètes tire à sa fin et le vaisseau spatial sera laissé à la dérive dans le système solaire. Le catalogue final des planètes candidates de la mission originale a été achevé à la fin de l'année dernière et les dernières observations de K2 se terminent.

La science de Kepler

Tirer parti de toutes les connaissances que nous pouvons à partir de ces données continuera pour les années à venir, mais ce que nous avons vu jusqu'à présent a étonné les scientifiques du monde entier.

Nous avons vu des planètes qui orbitent autour de leurs étoiles hôtes en quelques heures seulement et sont si chaudes que la roche de surface se vaporise et traîne derrière la planète comme une queue de comète. D'autres systèmes ont des planètes si proches les unes des autres que si vous vous teniez à la surface d'une d'entre elles, la deuxième planète semblerait plus grande que 10 pleines lunes. Un système est tellement rempli de planètes que huit d'entre elles sont plus proches de leur étoile que la Terre ne l'est du Soleil. Beaucoup ont des planètes, et parfois plusieurs planètes, en orbite dans la zone habitable de leur étoile hôte, où de l'eau liquide peut exister à leur surface.

Comme pour toute mission, le paquet Kepler est venu avec des compromis. Il avait besoin de regarder une seule partie du ciel, clignotant toutes les 30 minutes, pendant quatre années consécutives. Afin d'étudier suffisamment d'étoiles pour faire ses mesures, les étoiles devaient être assez éloignées - tout comme lorsque vous vous tenez au milieu d'une forêt, il y a plus d'arbres plus loin de vous que juste à côté de vous. Les étoiles lointaines sont faibles, et leurs planètes sont difficiles à étudier. En effet, Un défi pour les astronomes qui souhaitent étudier les propriétés des planètes Kepler est que Kepler lui-même est souvent le meilleur instrument à utiliser. Les données de haute qualité des télescopes au sol nécessitent de longues observations sur les plus grands télescopes – des ressources précieuses qui limitent le nombre de planètes pouvant être observées.

Nous savons maintenant qu'il y a au moins autant de planètes dans la galaxie que d'étoiles, et beaucoup de ces planètes sont assez différentes de ce que nous avons ici dans le système solaire. Apprendre les caractéristiques et les personnalités de la grande variété de planètes exige que les astronomes étudient celles qui orbitent autour d'étoiles plus brillantes et plus proches où plus d'instruments et plus de télescopes peuvent être mis à contribution.

Entrez TESS

La mission satellite Transiting Exoplanet Survey de la NASA, dirigé par George Ricker du MIT, devrait être lancé dans les prochaines semaines et recherchera des planètes en utilisant la même technique de détection que celle utilisée par Kepler. l'orbite de TESS, plutôt que d'être autour du Soleil, aura une relation étroite avec la Lune :TESS orbitera deux fois autour de la Terre pour chaque orbite lunaire. modèle d'observation de TESS, plutôt que de regarder une seule partie du ciel, balayera presque tout le ciel avec des champs de vision qui se chevauchent (un peu comme les pétales d'une fleur).

Compte tenu de ce que nous avons appris de Kepler, les astronomes s'attendent à ce que TESS trouve des milliers d'autres systèmes planétaires. En arpentant tout le ciel, nous trouverons des systèmes qui orbitent autour d'étoiles 10 fois plus proches et 100 fois plus lumineuses que celles trouvées par Kepler - ouvrant de nouvelles possibilités pour mesurer les masses et densités des planètes, étudier leurs atmosphères, caractérisant leurs étoiles hôtes, et établir la pleine nature des systèmes dans lesquels les planètes résident. Cette information, à son tour, nous en dira plus sur l'histoire de notre propre planète, comment la vie a pu commencer, quels destins nous avons évités et quels autres chemins nous aurions pu suivre.

La quête pour trouver notre place dans l'univers se poursuit alors que Kepler termine sa partie du voyage et que TESS prend le relais.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.