Des scientifiques du MIT et d'ailleurs ont analysé les données de K2, la mission de suivi du télescope spatial Kepler de la NASA, et ont découvert une mine d'exoplanètes possibles parmi une cinquantaine, 000 étoiles.

Dans un article qui paraît en ligne aujourd'hui dans le Journal astronomique , les scientifiques rapportent la découverte de près de 80 nouveaux candidats planétaires, y compris une vedette particulière :une planète probable qui orbite autour de l'étoile HD 73344, qui serait la planète hôte la plus brillante jamais découverte par la mission K2.

La planète semble en orbite autour de HD 73344 tous les 15 jours, et en fonction de la quantité de lumière qu'il bloque à chaque fois qu'il passe devant son étoile, les scientifiques estiment que la planète est environ 2,5 fois plus grande que la Terre et 10 fois plus massive. Il fait aussi probablement incroyablement chaud, avec une température quelque part dans la plage de 1, 200 à 1, 300 degrés Celsius, ou environ 2, 000 degrés Fahrenheit—à propos de la température de la lave d'un volcan en éruption.

La planète se trouve à une distance relativement proche de 35 parsecs, ou à environ 114 années-lumière de la Terre. Compte tenu de sa proximité et du fait qu'elle orbite autour d'une étoile très brillante, les scientifiques pensent que la planète est un candidat idéal pour des études de suivi afin de déterminer sa composition atmosphérique et d'autres caractéristiques.

"Nous pensons que ce serait probablement plus comme un plus petit, version plus chaude d'Uranus ou de Neptune, " dit Ian Crossfield, un professeur adjoint de physique au MIT qui a codirigé l'étude avec l'étudiant diplômé Liang Yu.

La nouvelle analyse est également remarquable pour la rapidité avec laquelle elle a été réalisée. Les chercheurs ont pu utiliser des outils existants développés au MIT pour rechercher rapidement dans des graphiques d'intensité lumineuse appelés « courbes de lumière » de chacun des 50, 000 étoiles que K2 a surveillées lors de ses deux récentes campagnes d'observation. Ils ont rapidement identifié les candidats planétaires et ont communiqué les informations à la communauté astronomique quelques semaines seulement après que la mission K2 a rendu disponibles les données brutes du vaisseau spatial. Une analyse typique de ce type prend entre plusieurs mois et un an.

Crossfield dit qu'une recherche de planète aussi rapide permet aux astronomes d'effectuer un suivi avec des télescopes au sol beaucoup plus tôt qu'ils ne le feraient autrement, leur donnant une chance d'apercevoir des candidats planétaires avant que la Terre ne passe par cette parcelle de ciel particulière sur son chemin autour du soleil.

Une telle vitesse sera également une nécessité lorsque les scientifiques commenceront à recevoir des données du satellite Transiting Exoplanet Survey de la NASA, TESS, qui est conçu pour surveiller les étoiles proches dans des bandes de 30 jours et couvrira finalement presque tout le ciel.

"Lorsque les données TESS descendent, il y aura quelques mois avant que toutes les étoiles que TESS ait examinées pour ce mois « se fixent » pour l'année, " dit Crossfield. " Si nous faisons parvenir rapidement des candidats à la communauté, tout le monde peut commencer immédiatement à observer les systèmes découverts par TESS, et faire beaucoup de grande science planétaire. Donc cette [analyse] était vraiment une répétition générale pour TESS."

Baisse de vitesse

L'équipe a analysé les données des 16e et 17e campagnes d'observation de K2, connu sous le nom de C16 et C17. Lors de chaque campagne, K2 observe une parcelle du ciel pendant 80 jours. Le télescope est sur une orbite qui suit la Terre lorsqu'elle se déplace autour du soleil. Pour la plupart des autres campagnes, K2 a été dans une orientation "dos à la route", dans lequel le télescope observe les étoiles qui sont essentiellement dans son rétroviseur.

Puisque le télescope voyage derrière la Terre, les étoiles qu'il observe ne sont généralement pas observables par les scientifiques jusqu'à ce que la planète tourne autour du soleil vers cette parcelle de ciel particulière, près d'un an plus tard. Ainsi, pour les campagnes tournées vers l'arrière, Crossfield dit qu'il y a eu peu de motivation pour analyser les données K2 rapidement.

Les campagnes C16 et C17, d'autre part, étaient orientés vers l'avant ; K2 a observé les étoiles qui se trouvaient devant le télescope et dans le champ de vision de la Terre, au moins pour les prochains mois. Crossfield, Yu, et leurs collègues en ont profité pour accélérer l'analyse habituelle des données K2, pour donner aux astronomes une chance d'observer rapidement les candidats planétaires avant que la Terre ne les dépasse.

Au cours du C16, K2 observé 20, 647 étoiles sur 80 jours, entre le 7 décembre 2017, et le 25 février, 2018. Le 28 février, la mission a publié les données, sous forme d'images au niveau du pixel, à la communauté astronomique. Yu et Crossfield ont immédiatement commencé à passer au crible les données, en utilisant des algorithmes développés au MIT pour vanner le champ de 20, 000-quelques étoiles à 1, 000 étoiles d'intérêt.

L'équipe a ensuite travaillé 24 heures sur 24, en regardant à travers ces 1, 000 étoiles à l'œil pour les signes de transits, ou des baisses périodiques de la lumière des étoiles qui pourraient signaler le passage d'une planète. À la fin, ils ont découvert 30 planètes candidates "de la plus haute qualité", dont les signatures périodiques sont particulièrement susceptibles d'être causées par des planètes en transit.

"Notre expérience avec quatre ans de données K2 nous amène à croire que la plupart d'entre elles sont en effet de vraies planètes, prêt à être confirmé ou validé statistiquement, " écrivent les chercheurs dans leur article.

Ils ont également identifié un nombre similaire de planètes candidates dans la récente analyse C17. En plus de ces candidats planétaires, le groupe a également sélectionné des centaines de signaux périodiques qui pourraient être des signatures de phénomènes astrophysiques, comme les étoiles pulsantes ou en rotation, et au moins une supernova dans une autre galaxie.

Des étoiles à la pelle

Bien que la nature d'une étoile ne change généralement pas au cours d'une année, Crossfield dit que plus tôt les chercheurs pourront suivre un éventuel transit planétaire, plus il y a de chance de confirmer qu'une planète existe réellement.

« Vous voulez observer à nouveau [les candidats] assez rapidement pour ne pas perdre complètement le transit, " Crossfield dit. " Vous pourriez être en mesure de dire, 'Je sais qu'il y a une planète autour de cette étoile, mais je ne sais plus du tout quand les transits auront lieu. C'est une autre motivation pour suivre ces choses plus rapidement."

Depuis que l'équipe a publié ses résultats, les astronomes ont validé quatre des candidats comme exoplanètes définies. Ils ont observé d'autres candidats identifiés par l'étude, y compris la possible planète en orbite autour de HD 73344. Crossfield dit que la luminosité de cette étoile, combinée à la rapidité avec laquelle son candidat planétaire a été identifié, peut aider les astronomes à se concentrer rapidement sur des caractéristiques encore plus spécifiques de ce système.

"Nous avons trouvé l'une des planètes les plus excitantes que K2 ait trouvées dans l'ensemble de sa mission, et nous l'avons fait plus rapidement qu'aucun effort ne l'a fait auparavant, " Crossfield dit. "Cela montre la voie à suivre pour que la mission TESS fasse la même chose à la pelle, dans tout le ciel, pour les prochaines années."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.