La nuit, Miguel, sept ans, aime parler à son père Cesar Rubio des planètes et des étoiles. "J'essaie de nourrir ça, " dit Rubio, un machiniste à Pomona, Californie, qui fabrique des pièces pour l'équipement minier et de production d'électricité.

Maintenant, le père du garçon peut prétendre qu'il a aidé à découvrir des planètes, trop. Il fait partie des milliers de bénévoles participant au Planet Hunters TESS, un projet de science citoyenne financé par la NASA qui recherche des preuves de planètes au-delà de notre système solaire, ou exoplanètes. La science citoyenne est un moyen pour les membres du public de collaborer avec les scientifiques. Plus de 29, 000 personnes dans le monde ont rejoint l'effort Planet Hunters TESS pour aider les scientifiques à trouver des exoplanètes.

Planet Hunters TESS a annoncé la découverte de deux exoplanètes dans une étude publiée en ligne dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , citant Rubio et plus d'une douzaine d'autres scientifiques citoyens comme co-auteurs.

Ces mondes exotiques orbitent autour d'une étoile appelée HD 152843, situé à environ 352 années-lumière. Cette étoile a à peu près la même masse que le Soleil, mais presque 1,5 fois plus gros et légèrement plus lumineux.

Planète b, de la taille de Neptune, est environ 3,4 fois plus grande que la Terre, et complète une orbite autour de son étoile en 12 jours environ. Planète c, la planète extérieure, est environ 5,8 fois plus gros que la Terre, ce qui en fait un "sous-Saturne, " et sa période orbitale se situe entre 19 et 35 jours. Dans notre propre système solaire, ces deux planètes seraient bien dans l'orbite de Mercure, qui est d'environ 88 jours.

"En les étudiant ensemble, les deux à la fois, est vraiment intéressant de contraindre les théories sur la façon dont les planètes se forment et évoluent au fil du temps, " a déclaré Nora Eisner, doctorant en astrophysique à l'Université d'Oxford au Royaume-Uni et auteur principal de l'étude.

TESS signifie Transiting Exoplanet Survey Satellite, un vaisseau spatial de la NASA lancé en avril 2018. L'équipe TESS a utilisé les données de l'observatoire pour identifier plus de 100 exoplanètes et plus de 2, 600 candidats en attente de confirmation.

Chasseurs de planètes TESS, exploités via le site Web de Zoouniverse, a débuté en décembre 2018, peu de temps après que les premières données TESS soient devenues publiques. Les volontaires regardent des graphiques montrant la luminosité de différentes étoiles au fil du temps. Ils notent lequel de ces tracés montre une brève baisse de la luminosité de l'étoile, puis une ascension vers le niveau d'origine. Cela peut arriver lorsqu'une planète croise la face de son étoile, bloquant un tout petit peu de lumière – un événement appelé « transit ».

Le projet Planet Hunters partage chaque parcelle de luminosité, appelé "courbe de lumière, " avec 15 bénévoles. En fond du site, un algorithme collecte toutes les soumissions des volontaires et sélectionne les courbes lumineuses que plusieurs volontaires ont signalées. Eisner et ses collègues examinent ensuite les courbes de lumière les mieux classées et déterminent celles qui seraient bonnes pour le suivi scientifique.

Même à l'ère des techniques informatiques sophistiquées comme l'apprentissage automatique, avoir un grand groupe de volontaires qui examinent les données du télescope est d'une grande aide pour les chercheurs. Étant donné que les chercheurs ne peuvent pas parfaitement entraîner les ordinateurs à identifier les signatures des planètes potentielles, l'œil humain est toujours précieux. "C'est pourquoi beaucoup de candidats exoplanètes sont manqués, et pourquoi la science citoyenne est géniale, " a déclaré Eisner.

Dans le cas de HD 152843, des scientifiques citoyens ont examiné un graphique montrant sa luminosité pendant un mois d'observations TESS. La courbe de lumière a montré trois creux distincts, ce qui signifie qu'au moins une planète pourrait être en orbite autour de l'étoile. Les 15 scientifiques citoyens qui ont examiné cette courbe de lumière ont signalé au moins deux transits, et certains ont signalé la courbe de lumière sur le forum de discussion en ligne Planet Hunters TESS.

Puis, les scientifiques ont regardé de plus près. En comparant les données à leurs modèles, ils ont estimé que deux transits venaient de la planète intérieure et l'autre venait d'une seconde, planète extérieure.

Pour s'assurer que les signaux de transit proviennent de planètes et non d'une autre source, comme des étoiles qui s'éclipsent, passage d'astéroïdes, ou les mouvements de TESS lui-même, les scientifiques devaient regarder l'étoile avec une méthode différente. Ils ont utilisé un instrument appelé HARPS-N (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher pour l'hémisphère Nord) au Telescopio Nazionale Galileo à La Palma, Espagne, ainsi que EXPRES (le spectromètre de précision extrême), un instrument à l'observatoire Lowell à Flagstaff, Arizona. HARPS et EXPRES recherchent tous deux la présence de planètes en examinant si la lumière des étoiles "vacille" en raison des planètes en orbite autour de leur étoile. Cette technique, appelée méthode de la vitesse radiale, permet aux scientifiques d'estimer la masse d'une planète lointaine, trop.

Alors que les scientifiques n'ont pas pu obtenir un signal suffisamment clair pour déterminer les masses des planètes, ils ont obtenu suffisamment de données de vitesse radiale pour faire des estimations de masse :environ 12 fois la masse de la Terre pour la planète b et environ 28 fois la masse de la Terre pour la planète c. Leurs mesures valident que les signaux qui indiquent la présence de planètes; plus de données sont nécessaires pour la confirmation de leurs masses. Les scientifiques continuent d'observer le système planétaire avec HARPS-N et espèrent avoir bientôt plus d'informations sur les planètes.

Les chercheurs pourraient bientôt disposer d'outils de haute technologie pour voir si ces planètes ont des atmosphères et quels gaz y sont présents. Le télescope spatial James Webb de la NASA, lancement plus tard cette année, pourra voir quels types de molécules composent l'atmosphère de planètes comme celles de ce système, en particulier la plus grande planète extérieure. Les planètes HD 152843 sont bien trop chaudes et gazeuses pour supporter la vie telle que nous la connaissons, mais ils sont précieux à étudier alors que les scientifiques découvrent l'éventail des planètes possibles dans notre galaxie.

"Nous faisons de petits pas vers la découverte d'une planète semblable à la Terre et l'étude de son atmosphère, et continuer à repousser les limites de ce que nous pouvons voir, " a déclaré Eisner.

Les scientifiques citoyens qui ont classé la courbe de lumière HD 152843 comme une source possible de planètes en transit, en plus de trois modérateurs du forum de discussion Planet Hunters, ont été invités à faire figurer leurs noms en tant que co-auteurs de l'étude annonçant la découverte de ces planètes.

L'un de ces citoyens scientifiques est Alexander Hubert, un collégien spécialisé en mathématiques et en latin à Würzburg, Allemagne, avec l'intention de devenir enseignant au secondaire. Jusque là, il en a classé plus de 10, 000 courbes de lumière à travers Planet Hunters TESS.

"Je regrette parfois qu'à notre époque, nous devons nous en tenir à un, peut-être deux sujets, Comme pour moi, Latin et mathématiques, " a déclaré Hubert. "Je suis vraiment reconnaissant d'avoir l'opportunité sur Zooniverse de participer à quelque chose de différent."

Elisabeth Baeten de Louvain, La Belgique, un autre co-auteur, travaille dans l'administration de la réassurance, et dit que la classification des courbes de lumière sur Planet Hunters TESS est « relaxante ». Intéressé par l'astronomie depuis l'enfance, elle était l'une des premières bénévoles de Galaxy Zoo, un projet de science citoyenne en astronomie qui a débuté en 2007. Galaxy Zoo a invité les participants à classer les formes des galaxies lointaines.

Alors que Baeten a fait partie de plus d'une douzaine d'études publiées dans le cadre de projets Zooniverse, la nouvelle étude est la première publication scientifique de Rubio. L'astronomie a été un intérêt de longue date, et quelque chose qu'il peut maintenant partager avec son fils. Les deux regardent parfois ensemble le site Web de Planet Hunters TESS.

"Je sens que je contribue, même si ce n'est qu'une petite partie, " dit Rubio. " Surtout la recherche scientifique, c'est satisfaisant pour moi."

La NASA a une grande variété de collaborations scientifiques citoyennes sur des sujets allant des sciences de la Terre au Soleil en passant par l'univers au sens large. N'importe qui dans le monde peut participer. Découvrez les dernières opportunités sur science.nasa.gov/citizenscience.