Crédit : Institut de technologie de Tokyo
Une équipe de recherche dirigée par Teruyuki Hirano du Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Institut de technologie de Tokyo a validé 15 exoplanètes en orbite autour de systèmes de naines rouges. L'une des naines rouges les plus brillantes, K2-155 qui est à environ 200 années-lumière de la Terre, a trois super-Terres en transit. De ces trois super-Terres, la planète la plus éloignée, K2-155d, avec un rayon 1,6 fois celui de la Terre, pourrait être dans la zone habitable de l'étoile hôte.
Les résultats, publié sous la forme de deux articles en Le journal astronomique , sont basées sur les données de la deuxième mission du vaisseau spatial Kepler de la NASA, K2, et suivi des observations à l'aide de télescopes au sol, dont le télescope Subaru à Hawaï et le télescope optique nordique (NOT) en Espagne.
Les chercheurs ont découvert que K2-155d pourrait potentiellement avoir de l'eau liquide à sa surface sur la base de simulations climatiques mondiales en trois dimensions. Hirano dit, « Dans nos simulations, l'atmosphère et la composition de la planète étaient supposées être semblables à la Terre, et il n'y a aucune garantie que ce soit le cas."
Les températures de surface ont été tracées en fonction du flux d'insolation (la quantité de rayonnement stellaire incident) estimé à 1,67 ± 0,38. Lorsque l'ensoleillement dépasse 1,5, un effet de serre dit emballement se produit, signalant un point de coupure pour des températures favorables à la vie. Si l'ensoleillement est inférieur à 1,5, la température de surface est plus susceptible d'être modérée. Crédit: Journal astronomique
Une estimation plus précise du rayon et de la température de l'étoile K2-155 serait nécessaire pour conclure définitivement si K2-155d est habitable. Atteindre une telle précision nécessiterait des études complémentaires, par exemple, en utilisant des techniques interférométriques. Un résultat clé des études actuelles était que les planètes en orbite autour de naines rouges peuvent avoir des caractéristiques remarquablement similaires à celles des planètes en orbite autour d'étoiles de type solaire.
"Il est important de noter que le nombre de planètes autour des naines rouges est beaucoup plus petit que le nombre autour des étoiles de type solaire, " dit Hirano. " Les systèmes naines rouges, particulièrement les naines rouges les plus cool, commencent tout juste à faire l'objet d'une enquête, ce sont donc des cibles très intéressantes pour les futures recherches sur les exoplanètes. »
Par exemple, alors que le soi-disant écart de rayon des planètes autour des étoiles de type solaire a été signalé précédemment, c'est la première fois que des chercheurs montrent un écart similaire entre les planètes et les naines rouges. "C'est une découverte unique, et de nombreux astronomes théoriciens étudient maintenant les causes de cet écart, " dit Hirano.
Histogramme du rayon planétaire pour les planètes en transit validées et bien caractérisées autour des naines rouges :le nombre compte pour les naines rouges moyennes à tardives (celles dont la température de surface est inférieure à 3, 500 K) sont indiqués au-dessus de ceux des premières naines rouges (celles avec une température de surface d'environ 3, 500-4, 000K). Les résultats montrent un "rayon gap", ou une baisse du nombre d'étoiles avec un rayon compris entre 1,5 et 2,0 fois celui de la Terre. Crédit: Journal astronomique
Il ajoute que l'explication la plus probable du manque de grandes planètes à proximité des étoiles hôtes est la photoévaporation, qui peut dépouiller l'enveloppe de l'atmosphère planétaire.
Les chercheurs ont également étudié la relation entre le rayon de la planète et la métallicité de l'étoile hôte. "Les grandes planètes ne sont découvertes qu'autour d'étoiles riches en métaux, " Hirano dit, "Et ce que nous avons trouvé était cohérent avec nos prédictions. Les quelques planètes avec un rayon d'environ trois fois celui de la Terre ont été trouvées en orbite autour des naines rouges les plus riches en métaux."
Les études ont été menées dans le cadre de la collaboration KESPRINT, un groupe formé par la fusion de KEST (Kepler Exoplanet Science Team) et ESPRINT (Equipo de Seguimiento de Planetas Rocosos Intepretando sus Transitos) en 2016.
Avec le lancement prévu du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA en avril 2018, Hirano espère qu'encore plus de planètes seront découvertes. « TESS devrait trouver de nombreuses planètes candidates autour d'étoiles brillantes plus proches de la Terre, " dit-il. " Cela facilitera grandement les observations de suivi, y compris l'étude des atmosphères planétaires et la détermination de l'orbite précise des planètes."
