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    La nature ou l'éducation ont-elles façonné les planètes les plus communes de la Voie lactée ?

    Ce diagramme illustre comment les planètes sont assemblées et triées en deux classes de taille distinctes. D'abord, les noyaux rocheux des planètes sont formés de morceaux plus petits. Puis, la gravité des planètes attire l'hydrogène et l'hélium gazeux. Finalement, les planètes sont "cuites" par la lumière des étoiles et perdent du gaz. L'enquête Magellan-TESS vise à comprendre plus en détail comment les voies de formation des super-Terres et des mini-Neptunes peuvent différer. Crédit :NASA/Kepler/Caltech (R. Hurt

    Une enquête menée par Carnegie sur les exoplanètes candidates identifiées par le Transiting Exoplanets Satellite Survey (TESS) de la NASA jette les bases pour aider les astronomes à comprendre comment les planètes les plus courantes de la Voie lactée se sont formées et ont évolué. et déterminer pourquoi le modèle d'orbites et de tailles planétaires de notre système solaire est si inhabituel.

    Johanna Teske de Carnegie, Sharon Wang de l'Université Tsinghua (anciennement de Carnegie), et Angie Wolfgang (anciennement de la Penn State University et maintenant à SiteZeus), a dirigé l'enquête Magellan-TESS (MTS), qui est à mi-chemin de sa durée prévue de trois ans. Leurs conclusions à mi-parcours, en collaboration avec un grand, groupe international de chercheurs, sera publié dans le Série de suppléments de revues astrophysiques .

    La mission Kepler de la NASA a révélé que notre galaxie regorge de planètes, découvrant des milliers de mondes confirmés et prédisant qu'il en existe des milliards d'autres. L'une des surprises contenues dans cette prime est que les exoplanètes entre la taille de la Terre et Neptune sont les plus communes découvertes à ce jour, malgré le fait qu'il n'en existe aucun dans notre propre système solaire. Ces planètes « intermédiaires » semblent se présenter en deux tailles distinctes – environ une à 1,7 (super-Terre) et environ deux à trois (mini-Neptunes) fois la taille de la Terre – indiquant une teneur en gaz différente dans leurs compositions.

    "Nous voulons comprendre si les super-Terres et les mini-Neptunes étaient distinctes de leurs premières origines, ou si un aspect de leur évolution les a fait s'écarter l'un de l'autre, " expliqua Teske. " Dans un sens, nous espérons sonder la question de la nature et de l'alimentation des exoplanètes les plus courantes de la galaxie :ces planètes sont-elles nées différemment ? ou ont-ils divergé en raison de leur environnement ? Ou est-ce quelque chose entre les deux ?"

    L'enquête utilise les données TESS et les observations des télescopes Magellan de l'observatoire Carnegie de Las Campanas au Chili pour étudier une sélection de 30 petits, planètes candidates à période relativement courte. Les données TESS montrent des baisses de luminosité lorsqu'un objet passe devant son étoile hôte. La quantité de gradation permet à l'équipe d'enquête de mesurer le rayon d'une planète candidate. Ces informations sont combinées aux observations recueillies par le spectrographe Planet Finder à Las Campanas qui fonctionne en utilisant une technique appelée la méthode de la vitesse radiale, qui est actuellement le moyen le plus courant pour les astronomes de mesurer les masses des planètes individuelles.

    Conception d'artiste du Transiting Exoplanets Satellite Survey, ou TESS, (à gauche) qui a identifié les planètes candidates étudiées par l'équipe MTS. L'illustration est une gracieuseté du Goddard Space Flight Center de la NASA. Télescope Magellan Clay à l'observatoire de Las Campanas de Carnegie (à droite), où le spectrographe Planet Finder est utilisé par l'équipe d'enquête et d'autres. Crédit :Youri Beletsky, avec l'aimable autorisation de la Carnegie Institution for Science

    L'équipe d'étude Magellan-TESS s'intéresse à l'interaction entre les variables clés qui pourraient aider les astronomes à mieux caractériser les voies de formation des planètes super-Terre et mini-Neptune. Ils recherchent des tendances dans les relations entre la masse d'une planète et son rayon; les propriétés de son étoile hôte, y compris la composition et la quantité d'énergie qu'elle rayonne sur la planète ; et l'architecture du système planétaire dont elle est membre.

    "La relation sous-jacente entre le rayon et la masse de ces petites planètes est cruciale pour comprendre leurs compositions générales, via leur densité globale, ainsi que combien de variation il y a dans leurs compositions, " a expliqué Wolfgang. " Quantifier cette relation nous aidera à discerner s'il existe un seul chemin de formation ou plusieurs avenues. "

    Ce qui distingue cette enquête des travaux antérieurs, c'est sa portée :l'équipe a conçu l'enquête dès le départ pour tenter de tenir compte des biais qui pourraient fausser la façon dont les résultats sont interprétés dans un contexte plus large. Leur objectif est de pouvoir tirer des conclusions solides sur les super-Terres et les planètes mini-Neptune en tant que population, contre juste une collection de 30 objets individuels.

    Les conclusions à mi-parcours, qui représentent une contribution significative au nombre de petites planètes de masses et de rayons connus, font déjà allusion à des preuves de petits biais de sélection d'observation qui peuvent avoir affecté le travail des scientifiques sur les mesures de masse. Le MTS pourrait ainsi fournir un cadre important pour les futures études de vitesse radiale des planètes en transit.

    Avoir hâte de, la prochaine moitié de l'enquête se concentrera sur l'achèvement de l'échantillon - cet article contient 22 des 30 candidats prévus - ainsi que sur la poursuite de la surveillance de tous les systèmes pour les planètes à plus longue période non détectées par TESS pour sonder les architectures des systèmes. Vérifier l'influence de la composition de l'étoile hôte est une autre étape suivante, puisque des travaux antérieurs ont suggéré que les compositions des planètes pourraient être liées à celles des étoiles sur lesquelles elles orbitent.

    "Nous espérons que l'acquisition de cette compréhension multidimensionnelle améliorera considérablement notre connaissance de l'évolution des exoplanètes, et peut-être expliquer pourquoi notre propre système solaire semble inhabituel, " a conclu Wang.


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