L'automne dernier, le monde était excité par la découverte d'une exoplanète appelée Ross 128 b, qui n'est qu'à 11 années-lumière de la Terre. De nouveaux travaux d'une équipe dirigée par Diogo Souto de l'Observatório Nacional du Brésil et incluant Johanna Teske de Carnegie ont pour la première fois déterminé les abondances chimiques détaillées de l'étoile hôte de la planète, Ross 128.

Comprendre quels éléments sont présents dans une étoile dans quelles abondances peut aider les chercheurs à estimer la composition des exoplanètes qui les orbitent, qui peut aider à prédire à quel point les planètes sont similaires à la Terre.

"Jusque récemment, il était difficile d'obtenir des abondances chimiques détaillées pour ce genre d'étoile, " a déclaré l'auteur principal Souto, qui a développé une technique pour faire ces mesures l'année dernière.

Comme l'étoile hôte de l'exoplanète Ross 128, environ 70 pour cent de toutes les étoiles de la Voie lactée sont des naines rouges, qui sont beaucoup plus frais et plus petits que notre Soleil. Sur la base des résultats de grandes enquêtes de recherche de planètes, les astronomes estiment que beaucoup de ces étoiles naines rouges hébergent au moins une exoplanète. Plusieurs systèmes planétaires autour des naines rouges ont fait l'actualité ces dernières années, dont Proxima b, une planète qui orbite autour de l'étoile la plus proche de notre propre Soleil, Proxima Centauri, et les sept planètes de TRAPPIST-1, qui lui-même n'est pas beaucoup plus grand que Jupiter de notre système solaire.

En utilisant l'instrument spectroscopique APOGEE de Sloan Digital Sky Survey, l'équipe a mesuré la lumière proche infrarouge de l'étoile pour dériver les abondances de carbone, oxygène, magnésium, aluminium, potassium, calcium, titane, et fer.

"La capacité d'APOGEE à mesurer la lumière proche infrarouge, où Ross 128 est le plus brillant, était la clé de cette étude, " a déclaré Teske. " Cela nous a permis d'aborder certaines questions fondamentales sur la " ressemblance à la Terre " de Ross 128 b, " a déclaré Teske.

Quand les étoiles sont jeunes, ils sont entourés d'un disque de gaz et de poussière en rotation à partir duquel des planètes rocheuses s'accumulent. La chimie de l'étoile peut influencer le contenu du disque, ainsi que la minéralogie et la structure intérieure de la planète résultante. Par exemple, la quantité de magnésium, fer à repasser, et le silicium dans une planète contrôlera le rapport de masse de ses couches internes de noyau et de manteau.

L'équipe a déterminé que Ross 128 a des niveaux de fer similaires à notre Soleil. Bien qu'ils n'aient pas pu mesurer son abondance de silicium, le rapport fer/magnésium dans l'étoile indique que le noyau de sa planète, Ross 128b, devrait être plus grand que celui de la Terre.

Parce qu'ils connaissaient la masse minimale de Ross 128 b, et les abondances stellaires, l'équipe a également pu estimer une plage pour le rayon de la planète, qu'il n'est pas possible de mesurer directement en raison de l'orientation de l'orbite de la planète autour de l'étoile.

Connaître la masse et le rayon d'une planète est important pour comprendre de quoi elle est faite, car ces deux mesures peuvent être utilisées pour calculer sa densité apparente. Quoi de plus, en quantifiant les planètes de cette manière, les astronomes ont réalisé que les planètes dont le rayon est supérieur à environ 1,7 fois celui de la Terre sont probablement entourées d'une enveloppe gazeuse, comme Neptune, et ceux avec des rayons plus petits sont susceptibles d'être plus rocheux, tout comme notre propre planète natale.

Le rayon estimé de Ross 128 b indique qu'il devrait être rocheux.

Dernièrement, en mesurant la température de Ross 128 et en estimant le rayon de la planète, l'équipe a pu déterminer quelle quantité de lumière de l'étoile hôte devrait se refléter sur la surface de Ross 128 b, révélant que notre deuxième voisin rocheux le plus proche a probablement un climat tempéré.

"C'est passionnant ce que nous pouvons apprendre sur une autre planète en déterminant ce que la lumière de son étoile hôte nous dit sur la chimie du système, " dit Souto. " Bien que Ross 128 b ne soit pas le jumeau de la Terre, et il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur son activité géologique potentielle, nous avons pu renforcer l'argument selon lequel il s'agit d'une planète tempérée qui pourrait potentiellement avoir de l'eau liquide à sa surface."