Terre avec l'albédo tracé dessus. Crédit :Jack Madden/NASA
Les détectives terriens s'appuient sur les empreintes digitales pour résoudre leurs cas; maintenant les astronomes peuvent faire de même, en utilisant des « empreintes digitales lumineuses » au lieu de sillons cutanés pour découvrir les mystères des exoplanètes.
Des chercheurs de l'Université Cornell ont créé un catalogue de référence à l'aide de spectres calibrés et d'albédos géométriques (la lumière réfléchie par une surface) de 19 des corps les plus divers de notre système solaire. Ceux-ci incluent les huit planètes, de rocheux à gazeux; neuf lunes, du gelé au crachement de lave; et deux planètes naines, un dans la ceinture d'astéroïdes—Cérès—et un dans la ceinture de Kuiper—Pluton.
En comparant les spectres et albédos observés des exoplanètes à ce catalogue de notre propre système planétaire d'origine, les scientifiques pourront les caractériser en référence à la large gamme de glace, mondes rocheux et gazeux dans notre système domestique.
"Un catalogue de spectres, Albedos and Colors of Solar System Bodies for Exoplanet Comparison" a été publié en ligne dans la revue Astrobiologie et figurera sur la couverture de l'édition imprimée en décembre.
"Nous utilisons notre propre système solaire et tout ce que nous savons sur son incroyable diversité de mondes fascinants comme notre pierre de Rosette, " a déclaré la co-auteur Lisa Kaltenegger, professeur agrégé d'astronomie et directeur du Carl Sagan Institute. "Avec ce catalogue d'empreintes digitales lumineuses, nous pourrons comparer les nouvelles observations d'exoplanètes aux objets de notre propre système solaire, y compris les mondes gazeux de Jupiter et de Saturne, les mondes glacés d'Europe, le monde volcanique d'Io et notre propre planète remplie de vie."
Jupiter avec l'albédo. Crédit :Jack Madden/NASA
Le catalogue, disponible gratuitement sur le site de l'Institut Carl Sagan, inclut des versions haute et basse résolution des données, qui montre aux astronomes l'influence de la résolution spectrale sur l'identification d'un objet. En outre, le catalogue offre des exemples de la façon dont les couleurs des 19 modèles du système solaire changeraient s'ils étaient en orbite autour d'étoiles autres que notre soleil.
"La science planétaire a innové dans les années 70 et 80 avec des mesures spectrales pour les corps du système solaire. La science des exoplanètes connaîtra une renaissance similaire dans un proche avenir, " dit Jack Madden, doctorant à l'Institut Carl Sagan et auteur principal de l'étude. "La technologie pour collecter directement la lumière des planètes de la taille de la Terre autour d'autres étoiles est actuellement dans une salle blanche en attente d'être assemblée et entraînée sur la bonne cible. Avec le lancement prochain du télescope spatial James Webb et la construction actuelle d'un grand terrain -des télescopes tels que le télescope géant de Magellan et le télescope extrêmement grand, nous entrons dans une nouvelle ère de capacité d'observation, nous avons donc besoin d'un catalogue de référence de toutes les planètes et lunes que nous connaissons déjà, pour comparer ces nouveaux spectres d'exoplanètes."
Le catalogue permettra aux scientifiques de hiérarchiser les tâches chronophages, observations à haute résolution de planètes et de lunes extrasolaires. Il offre également un aperçu des types de mondes qui ne seront pas si faciles à catégoriser sans spectres haute résolution. Par exemple, Vénus est une planète rocheuse, mais parce que la lumière du soleil se réfléchit sur son atmosphère dense de dioxyde de carbone plutôt que sur sa surface rocheuse, les couleurs que les astronomes observent depuis une telle planète sont similaires à celles d'un monde glacé. En bordure extérieure de la zone habitable, les exoplanètes rocheuses sont susceptibles d'avoir des atmosphères denses comme Vénus. De tels mondes nécessiteront de longues observations pour être correctement caractérisés.
« Examiner notre système solaire du point de vue d'un observateur éloigné est un exercice éclairant, " dit Madden.
"En perçant les mystères des objets de notre propre système solaire, nous pouvons entrevoir les secrets de ces nouveaux mondes que nous découvrons, " a déclaré Kaltenegger.
