Le nouveau satellite Transiting Exoplanet Survey (TESS) de la NASA est conçu pour débusquer les exoplanètes habitables, mais avec des centaines de milliers d'étoiles solaires et plus petites dans ses vues de caméra, laquelle de ces étoiles pourrait héberger des planètes comme la nôtre ?

TESS observera 400, 000 étoiles dans tout le ciel pour apercevoir une planète en transit devant son étoile, l'une des principales méthodes d'identification des exoplanètes.

Une équipe d'astronomes de Cornell, Les universités Lehigh et Vanderbilt ont identifié les cibles les plus prometteuses pour cette recherche dans le nouveau "TESS Habitable Zone Star Catalog, " Publié dans Lettres de revues astrophysiques . L'auteur principal est Lisa Kaltenegger, professeur d'astronomie et directeur du Carl Sagan Institute de Cornell et membre de l'équipe scientifique TESS.

Ce nouveau catalogue s'inspire de celui développé à l'origine à Vanderbilt qui contient des centaines de millions d'étoiles. En utilisant des données provenant de plusieurs sources, y compris le télescope KELT de Vanderbilt et la méthode d'analyse du "flicker" d'étoiles mise au point à Vanderbilt, Le professeur Stevenson de physique et d'astronomie Keivan Stassun et son équipe travaillent depuis 2012 pour réduire le champ de 470 millions d'étoiles visibles par TESS à 250, 000 plus susceptibles d'héberger une planète comme la nôtre.

Le travail pour passer au crible un tel volume de données a été effectué par des étudiants de premier cycle de Vanderbilt, étudiants diplômés et scientifiques postdoctoraux associés à l'Initiative Vanderbilt en astrophysique à forte intensité de données (VIDA), ainsi que les étudiants, développeurs, et des visualiseurs de données associés au Frist Center for Autism and Innovation.

"Notre ambition est non seulement de détecter des centaines de mondes semblables à la Terre dans d'autres systèmes solaires, mais pour les trouver autour de nos systèmes solaires voisins les plus proches, " dit Stassun. " Dans quelques années, nous pouvons très bien savoir qu'il existe d'autres planètes habitables, avec des atmosphères respirables. Bien sûr, on ne saura pas encore s'il y a quelque chose, ou n'importe qui, il le respire. Toujours, c'est une période remarquable dans l'histoire de l'humanité et un grand pas en avant pour notre compréhension de notre place dans l'univers."

Le catalogue identifie 1, 823 étoiles pour lesquelles TESS est suffisamment sensible pour repérer des planètes semblables à la Terre un peu plus grosses que la Terre qui reçoivent un rayonnement de leur étoile équivalent à ce que la Terre reçoit de notre soleil. Pour 408 étoiles, TESS peut apercevoir une planète aussi petite que la Terre, avec une irradiation similaire, en un seul transit.

"La vie pourrait exister sur toutes sortes de mondes, mais le genre que nous connaissons peut soutenir la vie est le nôtre, il est donc logique de chercher d'abord des planètes semblables à la Terre, " a déclaré Kaltenegger. " Ce catalogue est important pour TESS parce que toute personne travaillant avec les données veut savoir autour de quelles étoiles nous pouvons trouver les analogues terrestres les plus proches. "

Kaltenegger dirige un programme sur TESS qui observe le catalogue 1, 823 étoiles en détail, à la recherche de planètes. "J'ai 408 nouvelles stars préférées, " dit Kaltenegger. " C'est incroyable que je n'aie pas à en choisir un seul; Je peux maintenant rechercher des centaines d'étoiles."

Confirmer qu'une exoplanète a été observée et déterminer la distance entre elle et son étoile nécessite de détecter deux transits à travers l'étoile. Le 1, Les 823 étoiles identifiées par les chercheurs dans le catalogue sont celles à partir desquelles TESS a pu détecter deux transits planétaires au cours de sa mission. Ces périodes orbitales les placent au milieu de la zone habitable de leur étoile.

La zone habitable est la zone autour d'une étoile où l'eau peut être liquide à la surface d'une planète rocheuse, donc considéré comme idéal pour maintenir la vie. Comme le notent les chercheurs, les planètes en dehors de la zone habitable pourraient certainement abriter la vie, mais il serait extrêmement difficile de détecter des signes de vie sur de telles planètes gelées sans y voler.

Le catalogue identifie également un sous-ensemble de 227 étoiles pour lesquelles TESS peut non seulement sonder des planètes qui reçoivent la même irradiation que la Terre, mais pour lequel TESS peut aussi aller plus loin, couvrant toute l'étendue de la zone habitable jusqu'aux orbites plus froides de type Mars. Cela permettra aux astronomes de sonder la diversité des mondes potentiellement habitables autour de centaines d'étoiles froides pendant la durée de vie de la mission TESS.

Les étoiles sélectionnées pour le catalogue sont brillantes, nains frais, avec des températures approximativement comprises entre 2, 700 et 6, 000 degrés Kelvin. Les étoiles du catalogue sont sélectionnées en raison de leur luminosité; les plus proches ne sont qu'à environ 4 années-lumière de la Terre.

"Nous ne savons pas combien de planètes TESS trouvera autour des centaines d'étoiles de notre catalogue ou si elles seront habitables, " Kaltenegger a dit, "mais les chances sont en notre faveur. Certaines études indiquent qu'il existe de nombreuses planètes rocheuses dans la zone habitable des étoiles froides, comme ceux de notre catalogue. Nous sommes impatients de voir quels mondes nous allons trouver."

Un total de 137 étoiles dans le catalogue se trouvent dans la zone d'observation continue du télescope spatial James Webb de la NASA, maintenant en construction. Webb pourra les observer pour caractériser en profondeur toutes les planètes trouvées par TESS et rechercher des signes de vie dans leurs atmosphères.

Les planètes identifiées par TESS peuvent également constituer d'excellentes cibles pour les observations des très grands télescopes au sol en cours de construction, les chercheurs notent, car la luminosité de leurs étoiles hôtes les rendrait plus faciles à caractériser.