Une équipe de scientifiques transatlantiques, en utilisant les données réanalysées du télescope spatial Kepler de la NASA, a découvert une exoplanète de la taille de la Terre en orbite dans la zone habitable de son étoile, la zone autour d'une étoile où une planète rocheuse pourrait supporter de l'eau liquide.

Les scientifiques ont découvert cette planète, appelé Kepler-1649c, en parcourant d'anciennes observations de Kepler, que l'agence a pris sa retraite en 2018. Alors que les recherches précédentes avec un algorithme informatique l'ont mal identifié, les chercheurs examinant les données de Kepler ont examiné à nouveau la signature et l'ont reconnue comme une planète. De toutes les exoplanètes trouvées par Kepler, ce monde lointain, situé à 300 années-lumière de la Terre, ressemble le plus à la Terre en termes de taille et de température estimée.

Ce monde nouvellement révélé n'est que 1,06 fois plus grand que notre propre planète. Aussi, la quantité de lumière stellaire qu'elle reçoit de son étoile hôte correspond à 75 % de la quantité de lumière que la Terre reçoit de notre Soleil, ce qui signifie que la température de l'exoplanète peut également être similaire à celle de notre planète. Mais contrairement à la Terre, il orbite autour d'une naine rouge. Bien qu'aucun n'ait été observé dans ce système, ce type d'étoile est connu pour ses poussées stellaires qui peuvent rendre l'environnement d'une planète difficile pour toute vie potentielle.

"Cette intrigante, monde lointain nous donne encore plus d'espoir qu'une seconde Terre se trouve parmi les étoiles, en attendant d'être trouvé, " a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. « Les données recueillies par des missions telles que Kepler et notre satellite Transiting Exoplanet Survey [TESS] continueront de produire des découvertes étonnantes alors que la communauté scientifique affine ses capacités à rechercher des planètes prometteuses année après année. »

Il y a encore beaucoup de choses inconnues sur Kepler-1649c, y compris son atmosphère, ce qui pourrait affecter la température de la planète. Les calculs actuels de la taille de la planète ont des marges d'erreur importantes, comme le font toutes les valeurs en astronomie lorsqu'on étudie des objets si éloignés. Mais d'après ce que l'on sait, Kepler-1649c est particulièrement intriguant pour les scientifiques à la recherche de mondes avec des conditions potentiellement habitables.

Il existe d'autres exoplanètes dont la taille est estimée plus proche de la Terre, tels que TRAPPIST-1f et, par quelques calculs, Teegarden c. D'autres peuvent être plus proches de la Terre en température, tels que TRAPPIST-1d et TOI 700d. Mais il n'y a pas d'autre exoplanète considérée comme plus proche de la Terre dans ces deux valeurs qui se trouve également dans la zone habitable de son système.

"De toutes les planètes mal étiquetées que nous avons récupérées, celui-ci est particulièrement excitant - pas seulement parce qu'il se trouve dans la zone habitable et à la taille de la Terre, mais à cause de la façon dont il pourrait interagir avec cette planète voisine, " a déclaré Andrew Vanderburg, chercheur à l'Université du Texas à Austin et premier auteur de l'article publié aujourd'hui dans The Lettres de revues astrophysiques . "Si nous n'avions pas examiné le travail de l'algorithme à la main, nous l'aurions manqué."

Kepler-1649c orbite si près de sa petite étoile naine rouge qu'une année sur Kepler-1649c équivaut à seulement 19,5 jours terrestres. Le système a une autre planète rocheuse d'environ la même taille, mais il orbite autour de l'étoile à environ la moitié de la distance de Kepler-1649c, semblable à la façon dont Vénus orbite autour de notre Soleil à environ la moitié de la distance que fait la Terre. Les étoiles naines rouges sont parmi les plus communes de la galaxie, ce qui signifie que des planètes comme celle-ci pourraient être plus courantes que nous ne le pensions auparavant.

À la recherche de faux positifs

Précédemment, les scientifiques de la mission Kepler ont développé un algorithme appelé Robovetter pour aider à trier les énormes quantités de données produites par le vaisseau spatial Kepler, géré par le centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie. Kepler a recherché des planètes en utilisant la méthode du transit, regarder les étoiles, à la recherche de baisses de luminosité lorsque les planètes passent devant leurs étoiles hôtes.

La plupart du temps, ces creux proviennent de phénomènes autres que les planètes, allant des changements naturels de la luminosité d'une étoile à d'autres objets cosmiques qui passent, ce qui donne l'impression qu'une planète est là alors qu'elle ne l'est pas. Le travail de Robovetter consistait à distinguer les 12% de creux qui étaient de vraies planètes du reste. Les signatures que Robovetter a déterminées comme provenant d'autres sources ont été étiquetées "faux positifs, " le terme désignant un résultat de test classé par erreur comme positif.

Avec un nombre énorme de signaux délicats, les astronomes savaient que l'algorithme ferait des erreurs et devrait être revérifié - un travail parfait pour le groupe de travail sur les faux positifs de Kepler. Cette équipe passe en revue le travail de Robovetter, passer en revue chaque faux positif pour s'assurer qu'il s'agit bien d'erreurs et non d'exoplanètes, en veillant à ce que moins de découvertes potentielles soient négligées. Comme il s'avère, Robovetter avait mal étiqueté Kepler-1649c.

Même si les scientifiques s'efforcent d'automatiser davantage les processus d'analyse pour tirer le meilleur parti possible de la science d'un ensemble de données donné, cette découverte montre l'intérêt d'un double contrôle du travail automatisé. Même six ans après que Kepler a cessé de collecter des données du champ Kepler d'origine, une parcelle de ciel qu'il a regardée de 2009 à 2013, avant d'étudier de nombreuses autres régions, cette analyse rigoureuse a permis de découvrir l'un des analogues terrestres les plus uniques jamais découverts.

Une possible troisième planète

Kepler-1649c est non seulement l'une des meilleures correspondances avec la Terre en termes de taille et d'énergie reçue de son étoile, mais il offre un tout nouveau regard sur son système domestique. Pour chaque neuf fois la planète extérieure dans le système orbite autour de l'étoile hôte, la planète intérieure orbite presque exactement quatre fois. Le fait que leurs orbites correspondent dans un rapport aussi stable indique que le système lui-même est extrêmement stable et susceptible de survivre longtemps.

Des rapports de période presque parfaits sont souvent causés par un phénomène appelé résonance orbitale, mais un rapport de neuf à quatre est relativement unique parmi les systèmes planétaires. Habituellement, les résonances prennent la forme de rapports tels que deux à un ou trois à deux. Bien que non confirmé, la rareté de ce rapport pourrait suggérer la présence d'une planète du milieu avec laquelle les planètes intérieures et extérieures tournent en synchronicité, créant une paire de trois à deux résonances.

L'équipe a cherché des preuves d'une telle mystérieuse troisième planète, sans aucun résultat. Cependant, cela pourrait être dû au fait que la planète est trop petite pour être vue ou à une inclinaison orbitale qui la rend impossible à trouver en utilisant la méthode de transit de Kepler.

Dans les deux cas, ce système fournit encore un autre exemple d'une planète de la taille de la Terre dans la zone habitable d'une étoile naine rouge. Ces étoiles petites et sombres nécessitent que les planètes orbitent extrêmement près pour se trouver dans cette zone - ni trop chaude ni trop froide - pour que la vie telle que nous la connaissons puisse exister. Bien que cet exemple unique ne soit qu'un exemple parmi tant d'autres, il y a de plus en plus de preuves que de telles planètes sont communes autour des naines rouges.

"Plus nous obtenons de données, plus nous voyons de signes indiquant que des exoplanètes potentiellement habitables et de la taille de la Terre sont courantes autour de ce type d'étoiles, " dit Vanderburg. " Avec des naines rouges presque partout dans notre galaxie, et ces petits, les planètes potentiellement habitables et rocheuses qui les entourent, il y a de fortes chances que l'un d'eux ne soit pas trop différent de ce que notre Terre semble un peu plus lumineuse."