Un Jupiter chaud à différentes phases de son orbite. Les tailles de l'étoile et de la planète et les séparations entre elles sont à l'échelle d'un Jupiter chaud typique. La quantité de lumière stellaire réfléchie qui est observée dépend de la position de la planète dans son orbite et de l'inclinaison de l'orbite par rapport à l'observateur. Crédit :Millholland/Université de Yale
Les chercheurs de Yale ont identifié 60 nouveaux "Jupiters chauds" potentiels, des mondes hautement irradiés qui brillent comme des charbons sur un barbecue et qui n'orbitent qu'à 1% des étoiles semblables au Soleil.
Les Jupiters chauds constituent une classe de planètes géantes gazeuses situées si près de leurs étoiles mères qu'elles mettent moins d'une semaine pour terminer une orbite. l'étudiante Sarah Millholland et le professeur d'astronomie Greg Laughlin ont identifié les planètes candidates via une nouvelle application des techniques de mégadonnées. Ils ont utilisé un algorithme d'apprentissage automatique supervisé - un programme sophistiqué qui peut être entraîné pour reconnaître des modèles de données et faire des prédictions - pour détecter les minuscules variations d'amplitude de la lumière observée qui résultent du fait qu'une planète en orbite réfléchit les rayons de lumière de son étoile hôte.
« Le travail de Sarah nous a donné ce qui équivaut à un « portrait de classe » des planètes extrasolaires à leur plus étrange, " a déclaré Laughlin. " C'est incroyable de voir comment les dernières techniques d'apprentissage automatique, combiné avec le calcul haute performance, nous permettent d'exploiter des ensembles de données classiques pour des découvertes extraordinaires."
Millholland a récemment présenté la recherche lors d'une conférence scientifique Kepler au NASA Ames Research Center en Californie. Elle et Laughlin sont les auteurs d'une étude sur la recherche, qui a été accepté pour publication dans le Journal astronomique .
Millholland et Laughlin ont recherché systématiquement les signaux lumineux réfléchis dans les observations de plus de 140, 000 étoiles à partir de quatre années de données de la mission Kepler de la NASA. Le vaisseau spatial Kepler est surtout connu pour permettre la détection de milliers d'exoplanètes qui transitent par leurs étoiles hôtes. Lors d'un transit, une planète passe devant une étoile et provoque une baisse périodique de la lumière stellaire observée.
Le graphique montre les signaux lumineux réfléchis pour les 60 planètes candidates. Les colorations des étoiles sont adaptées à leurs températures, et les tailles des étoiles et des planètes candidates sont à l'échelle. Crédit :Université de Yale
Les signaux lumineux réfléchis peuvent être difficiles à distinguer de la variabilité stellaire ou instrumentale, les chercheurs ont dit, mais une approche big data leur a permis de retirer les signaux faibles. Ils ont généré des milliers d'ensembles de données synthétiques et formé un algorithme pour reconnaître les propriétés des signaux lumineux réfléchis par rapport à ceux présentant d'autres types de variabilité.
La technique de Yale est la pionnière d'une nouvelle méthode de découverte qui identifie plus de planètes à partir des données Kepler accessibles au public, ont déclaré les chercheurs. Des membres de l'équipe scientifique de Kepler m'ont dit qu'une recherche de l'éclat d'une étoile réfléchie faisait partie des premières interprétations du pipeline Kepler, " a déclaré Millholland. " Ils l'ont appelé la recherche de la lumière réfléchie, ou module RLS. Dans ce sens, nous répondons simplement à l'une des intentions initiales des données Kepler. »
Les signaux lumineux réfléchis contiennent de riches informations sur les atmosphères des planètes, selon les chercheurs. Ils contiennent des caractéristiques telles que l'existence de nuages, composition atmosphérique, modèles de vent, et les contrastes de température jour-nuit.
Les chercheurs notent également que les 60 planètes candidates nécessiteront des observations de suivi pour confirmation. Cela prendra la forme de mesures de vitesse Doppler.
La méthode de vitesse Doppler est une technique bien établie qui permet la détection du mouvement d'oscillation dans une étoile en raison de l'influence gravitationnelle d'une planète en orbite. Puisque les Jupiters chauds sont si massifs et proches de leurs étoiles, les oscillations stellaires qu'ils induisent sont grandes et facilement détectables.
Un nouveau, Instrument conçu par Yale connu sous le nom d'EXPRES, qui est installé sur le télescope Discovery Channel en Arizona, pourrait tenter de faire des confirmations plus tard cette année.
Un diagramme manipulable en 3D d'un Jupiter chaud dans différentes phases de son orbite est disponible sur :smillholland.github.io/Phase_Curve_Demo/
