TOI-270 et ses 3 mondes: une nouvelle cible intéressante dans l'étude des exoplanètes
Publié par Redbran le 13/08/2019 à 14:00
Source: Université de Liège

©Sci-News.com
Le télescope spatial américain TESS, consacré à la recherche d'exoplanètes, vient de découvrir 3 planètes autour de l'étoile TOI-270. La confirmation de cette découverte a été assurée par de nombreux télescopes terrestres, dont TRAPPIST-Sud, le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant...) de l'ULiège situé à l' Observatoire Européen Austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère sud.) (ESO) de La Silla au Chili. La découverte des ce nouveau système vient de faire l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par...) d'une publication dans Nature Astronomy (1).

Le plus récent chasseur d'exoplanètes de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence...), le télescope spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le télescope spatial présente l'avantage par rapport à son homologue...) TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) vient de découvrir trois nouveaux mondes orbitant autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent...) d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) voisine située à 73 années-lumière de notre Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...). Fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil. La...) d'une collaboration entre la NASA et le MIT, la mission TESS est consacrée à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) d'exoplanètes en transit autour d'étoiles proches. Lancé en avril dernier, le télescope a déjà recensé quelques cibles intéressantes, dont TOI-270, une étoile naine située dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires, traçant ainsi une figure sur la voûte...) sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) du Peintre. En y regardant de plus près et en faisant appel à un consortium de télescopes terrestres – dont le télescope TRAPPIST-Sud de l'ULiège - une équipe internationale de chercheurs vient de confirmer la présence de trois planètes en transit autour de l'étoile. Le petit télescope liégeois, situé au Chili et financé majoritairement par le FNRS, a en effet permis de confirmer les transits et assurer que le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les...) détecté par TESS se trouvait bien sur la bonne étoile.


Principales caractéristiques du système TOI 270, situé à environ 73 années-lumière de la Terre.
Source: Centre de vol spatial (Constantin Tsiolkovski (1857-1935) est considéré comme le père du vol spatial. Dès la fin du XIXe siècle, il décrit les technologies nécessaires pour aller dans l'espace...) Goddard de la NASA/Scott Wiessinger

"L'étoile TOI-270 est très proche de nous, et est donc beaucoup plus brillante que les étoiles hôtes de systèmes comparables, explique Maximilian Günther, premier auteur de l'article et chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent d'importantes...) au Massachusetts Institute of Technology (MIT). Grâce à des observations de suivi approfondies, nous serons bientôt en mesure de déterminer la composition de ces mondes, d'établir si des atmosphères sont présentes, quels gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...) elles contiennent, et plus encore."

TOI-270 est une naine rouge (En astronomie, les naines rouges sont les étoiles les moins massives ; en-deçà, ce sont les naines brunes, qui ne sont pas vraiment des étoiles.) environ 40% plus petite que le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique,...) en taille et en masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et...), et sa température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et...) de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) est environ un tiers plus froide que celle de notre étoile. Quant aux planètes, on sait déjà que TOI-270b, la plus proche de l'étoile, qui se situe à une distance environ 14 fois inférieure à celle de Mercure par rapport à notre Soleil, orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) son étoile en 3-4 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...) et a une taille environ 30% supérieure à la Terre . Si cette première planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa...) est sans doute rocheuse, les deux autres, TOI-270 c et d qui sont plus de deux fois plus grandes que notre planète, sont probablement dotées d'une épaisse atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et d'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il ouvre la série des gaz nobles dans le tableau périodique des éléments. Son point d'ébullition est le plus bas parmi les...) et s'apparenteraient plus à des versions miniatures des planètes gazeuses Neptune et Uranus qu'à des 'super-Terres' rocheuses. Elles complètent une orbite autour de l'étoile tous les 5,7 et 11,4 jours, respectivement.

"Un aspect intéressant de ce système est que ses planètes se trouvent de part et d'autre de ce qu'on pourrait qualifier de 'désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la vie, en raison du sol impropre, ou de la faiblesse des...) planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie. Généralement les astres représentés sont animés soit...)'", reprend Fran Pozuelos, second auteur de l'article et chercheur postdoctoral au sein des unités de recherches ASTROBIOLOGY et STAR (Faculté des Sciences) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) de Liège. "En effet, il est à présent bien établi que les exoplanètes ayant une taille entre 1,5 et 2 fois supérieure à celles de la Terre sont assez rares dans la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.). TOI-270 est un excellent laboratoire pour étudier en détail des objets situés de part et d'autre de ce 'désert', et cela devrait nous aider à mieux comprendre son origine, et au final comment les systèmes planétaires se forment et évoluent."


Le système TOI 270 est si compact que les orbites de Jupiter et de ses lunes dans notre propre système solaire offrent la comparaison raisonnable la plus proche, comme illustré ici. Source: Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Scott Wiessingeer.

L'équipe de chercheurs s'intéresse particulièrement à la planète la plus éloignée, TOI-270 d, qui reçoit chaque seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure...) de son étoile une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) trois fois plus grande que celle que la Terre reçoit du Soleil, ce qui en fait le monde (Le mot monde peut désigner :) le plus tempéré du système, et, en tant que tel, une rareté parmi les planètes en transit connues. L'équipe espère que des recherches ultérieures permettront de découvrir d'autres planètes que les trois planètes actuellement connues. TOI-270 devrait notamment constituer une cible d'observations de choix pour le James Webb Space Telescope (Le James Webb Space Telescope (JWST), anciennement appelé le Next Generation Space Telescope (NGST), est un projet de télescope de la NASA avec le concours de l'Agence spatiale européenne...) (JWST) de la NASA qui devrait être lancé en 2021.

TRAPPIST, SPECULOOS et CHEOPS

D'ici-là, les astronomes de l'Université de Liège continueront à participer aux observations et à l'analyse des données (L’analyse des données est un sous domaine des statistiques qui se préoccupe de la description de données conjointes. On cherche par ces méthodes à donner les liens pouvant...). "TESS est ce que l'on appelle un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) ouvert, explique Michaël Gillon, Maître de recherches FNRS au sein de l'UR ASTROBIOLOGY et co-auteur de l'article scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.), ce qui veut dire que toutes les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) récoltées dans le cadre du projet sont publiques. Cela permet à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) scientifique intéressé de participer au projet en prenant part à des groupes de travail menés par l'équipe TESS, ou même d'utiliser directement les données du projet, téléchargeables via internet (Internet est le réseau informatique mondial qui rend accessibles au public des services variés comme le courrier électronique, la messagerie instantanée...), pour y chercher soi-même des planètes. Au niveau de l'ULiège, nous participons à un groupe de travail TESS axé sur la confirmation des possibles transits détectés par le satellite (Satellite peut faire référence à :), utilisant pour ce faire les télescopes de nos projets TRAPPIST et SPECULOOS."

L'Université de Liège, partie prenante du télescope spatial CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) de l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975....) (ESA), qui sera lancé en fin d'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) et sera dédié à l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) de systèmes planétaires proches tels que TOI-270, pourra compter sur son accès au télescope pour étudier plus avant ce nouveau système exoplanétaire. Ces futures observations pourraient en effet permettre de découvrir d'autres planètes rocheuses à des distances légèrement plus grandes de l'étoile, où des températures plus fraîches pourraient permettre à l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) d'exister sous forme liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) à leur surface, les rendant peut-être aptes à abriter des formes de vie (La vie est le nom donné :).

Référence scientifique:
(1) Maximilian N. Günther, Francisco J. Pozuelos, Jason A. Dittmann, Diana Dragomir, Stephen R. Kane, Tansu Daylan, Adina D. Feinstein, Chelsea Huang, Timothy D. Morton, Andrea Bonfanti, L. G.Bouma, Jennifer Burt, Karen A. Collins, Jack J. Lissauer, Elisabeth Matthews, Benjamin T. Montet, Andrew Vanderburg, Songhu Wang, Jennifer G. Winters, George R. Ricker, Roland K. Vanderspek, David W. Latham (La Société Latham est une société de construction aéronautique créée en 1916 à Caudebec-en-Caux, en bordure de la Seine. Elle construit des hydravions au profit de la Marine...), Sara Seager, Joshua (Joshua est le ketch en acier de Bernard Moitessier construit au chantier Meta de Tarare (Rhône) en 1961 avec lequel il participe au Golden Globe.) N. Winn, Jon M. Jenkins, James D. Armstrong, Khalid Barkaoui, Natalie Batalha, Jacob L. Bean, Douglas A. Caldwell, David R. Ciardi, Kevin I. Collins, Ian Crosseld, Michael Fausnaugh, Gabor Furesz, Tianjun Gan, Michaël Gillon, Natalia Guerrero, Keith Horne, Steve B. Howell, Michael Ireland, Giovanni Isopi, Emmanuël Jehin, John F. Kielkopf, Sebastien Lepine, Franco Mallia, Rachel A. Matson, Gordon Myers, Enric Palle, Samuel N. Quinn, Howard M.Relles, Barbara Rojas-Ayala, Joshua Schlieder, Ramotholo Sefako, Avi Shporer, Juan C. Suarez, Thiam-Guan Tan, Eric B. Ting, Joseph D. Twicken, and Ian A. Waite. A Super-Earth and two sub-Neptunes transiting the bright, nearby and quiet M-dwarf TOI-270, Nature Astronomy, 29 july 2019
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