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Kepler 186f , au coeur d’un système planétaire fascinant

Découverte de la première exoplanète de la taille de la Terre en zone habitable d’une étoile

Dans un contexte de nombreuses découvertes dexoplanètes, plus de 1400 à ce jour, une collaboration internationale impliquant des chercheurs du Laboratoire dAstrophysique de Bordeaux (Observatoire Aquitain des Sciences de lUnivers/CNRS/Université de Bordeaux) a découvert un système planétaire fascinant. Ce système situé à 400 années lumières, dans notre galaxie, possède au moins 5 planètes, toutes de la taille de la Terre. Lune delles, au centre de cette étude, reçoit de son étoile un flux de chaleur compatible avec lexistence deau liquide à sa surface, si toutefois de leau se trouve sur cette planète. Ces résultats ont été publiés le 18 avril dans la revue Science.

Ce n’est pas la première fois que des Astronomes découvrent une planète située – par rapport à son étoile – dans une zone favorable à la présence d’eau liquide en surface, mais ce qui rend la découverte passionnante est que la planète en question nommée Kepler 186 f possède une taille très proche de celle de la Terre.

 

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Comparaison du système Kepler 186 avec le système solaire ainsi que la planète Kepler 186 f avec la Terre (taille, orbite). © NASA/Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

La planète se trouve dans la zone dite habitable de son étoile (Kepler 186) où l’eau liquide peut exister à la surface, sous réserve que de l’eau s’y trouve. « Si elle était trop proche de son étoile, il y ferait trop chaud et l’eau ne pourrait exister que sous forme de vapeur. Si elle en était trop éloignée, l’eau y serait glacée. Mais la planète est dans la bonne gamme de distances » explique Emeline Bolmont du Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, co-auteur de cette découverte. Cette planète a la particularité d’avoir, à 10% près, la même taille que la Terre, ce qui en fait très certainement une planète rocheuse comme la nôtre. Alors, Kepler 186 f est-elle une jumelle de notre Terre ?« Certainement pas ! » répond Sean Raymond, l’un des scientifiques bordelais du projet. « Tout d’abord nous ne connaissons de cette planète que son rayon. Elle peut avoir une composition chimique sensiblement différente de celle de la Terre et par exemple, posséder beaucoup moins ou beaucoup plus d’eau. » Une planète entièrement désertique ou totalement recouverte d’océans profonds offrirait en effet des conditions très éloignées de celles de la Terre.

En outre, l’étoile au centre de ce système est très différente du Soleil : moins massive, moins lumineuse et plus rouge. Ceci entraîne des différences notables pour les planètes et leur climat, par rapport à celles du système solaire. Kepler 186 f est environ deux fois plus proche de son étoile que la Terre du Soleil mais elle reçoit pourtant un peu moins de chaleur. La proximité à son étoile fait que cette planète subit des effets de marée importants qui affectent la rotation de la planète. Une étude complémentaire menée par les chercheurs du Laboratoire d‘Astrophysique de Bordeaux montre ainsique cette planète pourrait présenter toujours la même face à son étoile, avec un hémisphère plongé de façon permanente dans la nuit. « Cette configuration est bien loin des conditions terrestres et implique un climat radicalement différent mais reste compatible avec un climat tempéré et des océans. »commente Franck Selsis, l’un des chercheurs bordelais.

 

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Vue d’artiste de la planète Kepler 186 f. © NASA/Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

Cette découverte historique a été rendue possible grâce au télescope spatial Kepler de la NASA en détectant leséclipses que produisent ces planètes lorsqu’elles passent devant Kepler 186, leur étoile. En observant cette étoile pendant plusieurs années, les scientifiques ont pu identifier des centaines d’éclipses qu’on appelle dans ce cas des transits, apparaissant à intervalles réguliers et suivant cinq fréquences différentes qu’ils ont pu attribuer à cinq planètes. Lors de ces transits, chaque planète produit une baisse de luminosité de l’étoile en masquant une portion de sa surface ; « on peut ainsi en déduire la taille de chacune des planètes » précise Emeline Bolmont. Pour chaque planète, la durée entre deux transits, donne la période de révolution autour de l’étoile. Ainsi, l’ « année » de la planète la plus proche, la planète ‘b’, vaut 4 jours et celle de la plus lointaine, la planète ‘f’ (Kepler 186 f), vaut 130 jours. La distance de ces planètes à leur étoile se déduit de ces périodes de révolution et de la masse de l’étoile.

Ce travail a aussi montré qu’il était possible que le système comporte une 6ème planète entre les deux planètes externes détectées, elle aussi dans la fameuse zone habitable. L’orbite de cette planète serait inclinée, ce qui expliquerait qu’elle n’ait pas été observée par la méthode des transits car elle ne passerait pas devant le disque de son étoile dans l’axe entre l’étoile et la Terre.

La collaboration à été dirigée par des chercheurs du SETI Institute et de NASA Ames. Notons que le SETI Institute, qui consacre une partie de son activité à la recherche de signaux artificiels extraterrestres, a pointé ses antennes vers le système Kepler 186 suite à cette découverte.

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