À seulement 50 années-lumière de la Terre, il y en a environ 1, 560 étoiles, probablement en orbite autour de plusieurs milliers de planètes. Environ un millier de ces planètes extrasolaires, appelées exoplanètes, peuvent être rocheuses et avoir une composition similaire à celle de la Terre. Certains peuvent même abriter la vie. Plus de 99% de ces mondes extraterrestres restent à découvrir, mais cela est sur le point de changer.

Avec le nouveau télescope spatial chasseur d'exoplanètes de la NASA TESS, la recherche dans tout le ciel est lancée pour des planètes potentiellement habitables proches de notre système solaire. TESS – en orbite autour de la Terre tous les 13,7 jours – et les télescopes au sol sont sur le point de trouver des centaines de planètes au cours des prochaines années. Cela pourrait transformer la compréhension des astronomes des mondes extraterrestres qui nous entourent et fournir des cibles à scanner avec des télescopes de nouvelle génération pour les signatures de la vie. En un peu plus d'un an, TESS a identifié plus de 1, 200 candidats planétaires, 29 dont les astronomes ont déjà confirmé qu'il s'agissait de planètes. Compte tenu de la capacité unique de TESS à rechercher simultanément des dizaines de milliers d'étoiles à la recherche de planètes, la mission devrait rapporter plus de 10, 000 nouveaux mondes.

Ce sont des moments passionnants pour les astronomes et, surtout, pour ceux d'entre nous qui explorent les exoplanètes. Nous sommes membres du projet de chasse aux planètes EDEN, qui soutient également le travail de TESS. Nous utilisons des télescopes au sol et dans l'espace pour trouver des exoplanètes afin de comprendre leurs propriétés et leur potentiel pour abriter la vie.

Des mondes inconnus tout autour de nous

Les mondes qui nous entourent attendent d'être découverts. Prendre, par exemple, Proxima Centauri, un modeste, faible étoile rouge, invisible sans télescope. C'est l'une des plus d'une centaine de milliards d'étoiles de ce type dans notre galaxie, banal à part son statut de voisin de palier. En orbite autour de Proxima est un monde fascinant mais mystérieux, appelé Proxmia b, découvert seulement en 2016.

Les scientifiques en savent étonnamment peu sur Proxima b. Les astronomes nomment la première planète découverte dans un système "b". Cette planète n'a jamais été vue avec des yeux humains ou par un télescope. Mais nous savons qu'il existe en raison de son attraction gravitationnelle sur son étoile hôte, ce qui fait que l'étoile vacille très légèrement. Cette légère oscillation a été trouvée dans les mesures recueillies par un grand groupe international d'astronomes à partir de données prises avec plusieurs télescopes au sol. Proxima b a très probablement une composition rocheuse similaire à celle de la Terre, mais une masse plus élevée. Elle reçoit à peu près la même quantité de chaleur que la Terre reçoit du Soleil.

Et c'est ce qui rend cette planète si excitante :elle se trouve dans la zone "habitable" et pourrait bien avoir des propriétés similaires à celles de la Terre, comme une surface, eau liquide, et – qui sait ? – peut-être même une atmosphère portant les signes chimiques révélateurs de la vie.

La mission TESS de la NASA lancée en avril 2018 pour chasser d'autres planètes de la taille de la Terre, mais avec une autre méthode. TESS recherche des événements de gradation rares qui se produisent lorsque des planètes passent devant leurs étoiles hôtes, bloquant la lumière des étoiles. Ces événements de transit indiquent non seulement la présence des planètes, mais aussi leurs tailles et orbites.

Trouver une nouvelle exoplanète en transit est un gros problème pour les astronomes comme nous parce que, contrairement à ceux trouvés à travers les oscillations stellaires, les mondes vus en transit peuvent être étudiés plus avant pour déterminer leurs densités et compositions atmosphériques.

Soleils nains rouges

Pour nous, les exoplanètes les plus excitantes sont les plus petites, que TESS peut détecter lorsqu'elles orbitent autour de petites étoiles appelées naines rouges, des étoiles dont la masse est inférieure à la moitié de la masse de notre Soleil.

Chacun de ces systèmes est unique. Par exemple, LP 791-18 est une étoile naine rouge à 86 années-lumière de la Terre autour de laquelle TESS a trouvé deux mondes. Le premier est une "super-Terre, " une planète plus grande que la Terre mais probablement encore majoritairement rocheuse, et le second est un "mini-Neptune, " une planète plus petite que Neptune mais riche en gaz et en glace. Aucune de ces planètes n'a d'équivalent dans notre système solaire.

Parmi les favoris actuels des astronomes des nouvelles planètes de la taille de la Terre est LHS 3884b, une "Terre chaude" torride qui orbite si vite autour de son soleil que vous pourriez y fêter votre anniversaire toutes les 11 heures.

Pas encore de mondes semblables à la Terre

Mais à quel point les planètes de la taille de la Terre ressemblent-elles à la Terre ? La promesse de trouver des mondes proches pour des études détaillées porte déjà ses fruits. Une équipe d'astronomes a observé la super-Terre chaude LHS 3884b avec le télescope spatial Hubble et a découvert que la planète était un lieu de vacances horrible, sans même une atmosphère. C'est juste une roche nue avec des températures allant de plus de 700 ° C (1300 Fahrenheit) à midi à près du zéro absolu (-460 Fahrenheit) à minuit.

La mission TESS a été initialement financée pour deux ans. Mais le vaisseau spatial est en excellent état et la NASA a récemment prolongé la mission jusqu'en 2022, doublant le temps que TESS devra scanner à proximité, étoiles brillantes pour les transits.

Cependant, finding exoplanets around the coolest stars—those with temperatures less than about 2700 C (4900 F)—will still be a challenge due to their extreme faintness. Since ultracool dwarfs provide our best opportunity to find and study exoplanets with sizes and temperatures similar to Earth's, other focused planet searches are picking up where TESS leaves off.

The worlds TESS can't find

In May 2016, a Belgian-led group announced the discovery of a planetary system around the ultracool dwarf they christened TRAPPIST-1. The discovery of the seven transiting Earth-sized exoplanets in the TRAPPIST-1 system was groundbreaking.

It also demonstrated how small telescopes—relative to the powerful behemoths of our age—can still make transformational discoveries. With patience and persistence, the TRAPPIST telescope scanned nearby faint, red dwarf stars from its high-mountain perch in the Atacama desert for small, telltale dips in their brightnesses. Finalement, it spotted transits in the data for the red dwarf TRAPPIST-1, which—although just 41 light-years away—is too faint for TESS's four 10-cm (4-inch) diameter lenses. Its Earth-sized worlds would have remained undiscovered had the TRAPPIST team's larger telescope not found them.

Two projects have upped up the game in the search for exo-Earth candidates around nearby red dwarfs. The SPECULOOS team installed four robotic telescopes—also in the Atacama desert—and one in the Northern Hemisphere. Our Exoearth Discovery and Exploration Network – Project EDEN – uses nine telescopes in Arizona, Italie, Spain and Taiwan to observe red dwarf stars continuously.

The SPECULOOS and EDEN telescopes are much larger than TESS's small lenses and can find planets around stars too faint for TESS to study, including some of the transiting Earth-sized planets closest to us.

The decade of new worlds

The next decade is likely to be remembered as the time when we opened our eyes to the incredible diversity of other worlds. TESS is likely to find between 10, 000 et 15, 000 exoplanet candidates by 2025. By 2030, the European Space Agency's GAIA and PLATO missions are expected to find another 20, 000-35, 000 planets. GAIA will look for stellar wobbles introduced by planets, while PLATO will search for planetary transits as TESS does.

Cependant, even among the thousands of planets that will soon be found, the exoplanets closest to our solar system will remain special. Many of these worlds can be studied in great detail—including the search for signs of life. Discoveries of the nearest worlds also represent major steps in humanity's progress in exploring the universe we live in. After mapping our own planet and then the solar system, we now turn to nearby planetary systems. Perhaps one day Proxima b or another nearby world astronomers have yet to find will be the target for interstellar probes, like Project Starshot, or even crewed starships. But first we've got to put these worlds on the map.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.