Une super-Terre en rase-motte au dessus de son étoile

Notre univers semble chaque jour un peu plus vaste. Une équipe d'astrophysiciens menée par la chercheuse Chelsea X. Huang du MIT vient de découvrir une nouvelle exoplanète tout à fait particulière. Il s'agit d'une super-Terre particulièrement proche de son étoile. Aujourd'hui, on vous explique pourquoi et comment c'est carrément ouf.

Déjà, petit rappel, une exoplanète, c'est une planète qui tourne autour d'une autre étoile que notre Soleil. Une super-Terre, c'est une planète rocheuse comme la Terre mais plus massive. Celle-ci se trouve à environ 59 années-lumière de nous. Autrement dit, la lumière, qui se balade à la modeste vitesse de 300 000 km par seconde, met 59 ans à faire le chemin entre cette planète et nous. C'est LOIN. En plus, elle orbite autour d'une étoile plus brillante que le Soleil. Autant essayer de voir une luciole neurasthénique dans le phare de votre voiture, le tout à 200 mètres de distance.

Comment fait-on alors pour les détecter ? Il y a trois méthodes. La première est l'observation directe. Elle est particulièrement difficile à mettre en place car comme on l'a dit, une planète est très peu lumineuse en comparaison de l'étoile autour de laquelle elle orbite.

Les deux autres stratégies sont des méthodes indirectes et s'appuient sur l'observation de l'étoile. Si vous observez l'étoile pendant un long moment, vous vous apercevrez que la luminosité de l'étoile diminue parfois, de façon périodique, tout simplement parce que la planète passe régulièrement devant l'étoile et cache une partie de sa lumière. C'est la méthode des transits. ​Le dessin ci-dessous illustre cette méthode.

C'est la méthode qu'a employé l'équipe de Chelsea X. Huang le mois dernier pour détecter la fameuse super Terre autour d'une étoile très similaire à notre soleil. Ci-dessous, vous pouvez observer la luminosité de l'étoile en fonction du temps qui passe. On voit que pendant à peu près 2h, la luminosité de l'étoile a baissé, trahissant la présence de la planète.

La dernière des méthodes de détection, indirecte elle aussi, s'appelle la méthode des vitesses radiales. Il s'agit d'enregistrer la lumière d'une étoile, d'en déduire la vitesse de l'étoile et de voir si celle-ci varie avec le temps. On parle de vitesse radiale car on mesure la vitesse le long d'un "rayon" entre nous et l'étoile.

On dit que les planètes tournent autour de leur étoile. En fait, si on veut être précis ou se la péter en société, on peut dire que c'est faux : les planètes et l'étoile tournent autour du centre de masse du système. La présence de la planète perturbe légèrement le mouvement de l'étoile. Comme on peut le voir sur l'animation ci-dessous, l'étoile semble tourner autour de la petite croix :

En conséquence, la vitesse de l'étoile sera modifiée de façon périodique, en fonction des propriétés de la planète (sa masse, son éloignement par rapport à l'étoile...). En alliant ces deux dernières méthodes, les auteurs de l'article (disponible ici, en anglais) ont pu mesurer que la super Terre avait un rayon de 2 fois celui de la Terre, une masse presque 5 fois celle de la Terre et une période de rotation de 6,3 jours (Oui oui, techniquement, 1 an sur cette planète correspond à seulement une petite semaine sur Terre).

L'intérêt d'une telle détection est la proximité de la planète avec son étoile bien brillante (environ 5 fois plus proche que Mercure ne l'est du Soleil), qui permettra dans de futures analyses d'observer en détail l'atmosphère de la planète si elle en possède une ou encore de sonder les entrailles de la planète. De quoi mieux comprendre la formation des planètes, mais aussi chercher des traces de vie dans leur atmosphère !