Les élèves de cinquième année qui fabriquent des modèles de système solaire en polystyrène peuvent avoir la bonne idée. Des chercheurs de l'Université Lehigh ont découvert une nouvelle planète en orbite autour d'une étoile à 320 années-lumière de la Terre qui a la densité de la mousse de polystyrène. Cette "planète gonflée" en dehors de notre système solaire peut offrir des opportunités pour tester des atmosphères qui seront utiles lors de l'évaluation des futures planètes pour des signes de vie.

"C'est très gonflé, de sorte que même si ce n'est qu'un cinquième de la masse de Jupiter, il est près de 40 pour cent plus grand, le rendant à peu près aussi dense que la mousse de polystyrène, avec une atmosphère extraordinairement grande, " dit Joshua Pepper, astronome et professeur adjoint de physique à l'Université Lehigh, qui a dirigé l'étude en collaboration avec des chercheurs de l'Université Vanderbilt et de l'Ohio State University, ainsi que des chercheurs des universités et des observatoires et des astronomes amateurs du monde entier.

La recherche, "KELT-11b :une exoplanète sub-saturée hautement gonflée transitant par la sous-géante V+8 HD 93396, " est publié en ligne dans Le journal astronomique .

L'étoile hôte de la planète est extrêmement brillante, permettant une mesure précise des propriétés de l'atmosphère de la planète et en faisant "un excellent banc d'essai pour mesurer les atmosphères d'autres planètes, ", a déclaré Pepper. De telles observations aident les astronomes à développer des outils pour voir les types de gaz dans les atmosphères, ce qui sera nécessaire au cours des 10 prochaines années lorsqu'ils appliqueront des techniques similaires à des exoplanètes semblables à la Terre avec des télescopes de nouvelle génération actuellement en construction.

La planète, appelé KELT-11b, est une version extrême d'une planète gazeuse, comme Jupiter ou Saturne, mais orbite très près de son étoile hôte sur une orbite qui dure moins de cinq jours. L'étoile, KELT-11, a commencé à utiliser son combustible nucléaire et évolue vers une géante rouge, ainsi la planète sera engloutie par son étoile et ne survivra pas aux prochains cent millions d'années.

L'enquête KELT (Kilodegree Extremely Little Telescope) utilise deux petits télescopes robotiques, l'un en Arizona et l'autre en Afrique du Sud. Les télescopes scrutent le ciel nuit après nuit, mesurant la luminosité d'environ cinq millions d'étoiles. Les chercheurs recherchent des étoiles qui semblent s'assombrir légèrement à intervalles réguliers, ce qui peut indiquer qu'une planète est en orbite autour de cette étoile et l'éclipse. Les chercheurs utilisent ensuite d'autres télescopes pour mesurer l'"oscillation" gravitationnelle de l'étoile - la légère traction exercée par une planète sur l'étoile en orbite - afin de vérifier que la gradation, appelé "transit, " est due à une planète et à mesurer la masse de la planète.

Chercheurs scientifiques et citoyens Sky

Pepper a construit les deux télescopes utilisés dans l'enquête KELT, qu'il dirige avec des chercheurs de l'université Vanderbilt, Université d'État de l'Ohio, Université Fisk et Observatoire astronomique sud-africain. Parmi les plus de 30 contributeurs à la recherche figurent des partenaires de la NASA, Université de Harvard, Université de Pennsylvanie, Université de Princeton et Université de Californie à Berkeley. Jonathan Labadie-Bartz, étudiant diplômé en physique de l'Université Lehigh, est membre de l'équipe KELT et co-auteur de l'article. Quelque 40 « scientifiques citoyens » dans 10 pays sur quatre continents ont également contribué au projet KELT et plusieurs ont contribué directement à la découverte de KELT-11b et sont co-auteurs de l'article.

Alors que plusieurs projets utilisant de petits télescopes robotiques ont trouvé des centaines de planètes en orbite autour d'autres étoiles - et des télescopes spatiaux comme la mission Kepler de la NASA en ont découvert des milliers - la plupart de ces planètes sont en orbite autour d'étoiles faibles, rendant difficile la mesure précise des propriétés des planètes.

"Le projet KELT est spécialement conçu pour découvrir quelques planètes scientifiquement précieuses en orbite autour d'étoiles très brillantes, et KELT-11b en est un excellent exemple, " dit Pepper. La star, KELT-11, est le plus brillant de l'hémisphère sud connu pour héberger une planète en transit de plus d'une magnitude et le sixième hôte de transit le plus brillant découvert à ce jour. Les planètes découvertes par l'enquête KELT seront observées en détail par de grands télescopes spatiaux tels que Hubble et Spitzer et le télescope spatial James Webb, lancement prévu en 2018, comprendre comment les planètes se forment et évoluent et comment se comportent leurs atmosphères, dit Pepper.

Les chercheurs de KELT ont entrepris de découvrir des planètes géantes gazeuses en orbite autour d'étoiles brillantes, mais ne s'attendait pas à trouver des planètes avec une masse aussi faible et de si grandes tailles. Situé dans le ciel austral, le KELT-11b « extraordinairement gonflé » est la troisième planète à la densité la plus faible avec une masse et un rayon mesurés avec précision qui ont été découverts. "Nous avons été très surpris par la densité étonnamment faible de cette planète, " dit Pepper. " C'est extrêmement gros pour sa masse. Elle a un cinquième de la masse de Jupiter mais est gonflée dans cette planète vraiment sous-dense."

Bien que les chercheurs débattent de la cause de l'inflation du KELT-11b, une étude plus approfondie de la planète pourrait fournir des informations supplémentaires sur le mécanisme qui provoque le gonflage des planètes, dit Pepper. La grande atmosphère de la planète offre également de bonnes opportunités pour développer les techniques nécessaires pour identifier les produits chimiques dans les atmosphères des planètes afin d'évaluer l'habitabilité ou les produits de la vie dans les atmosphères d'autres planètes.

"Nous ne connaissons pas de planètes ou d'étoiles terrestres réelles pour lesquelles nous pouvons mesurer leurs atmosphères, même si nous nous attendons à en découvrir plus dans les années à venir, ", a déclaré Pepper. "Ces planètes (à gaz géant) sont les étalons-or ou les bancs d'essai pour apprendre à mesurer l'atmosphère des planètes."

La recherche a été soutenue par la National Science Foundation, NASA et diverses universités et fondations.