Découverte d'une exoplanète dans une zone interdite
Publié par Adrien le 01/06/2019 à 08:00
Source: Université de Genève
Pour la première fois, une équipe internationale d'astrophysiciens, incluant des membres de l'UNIGE, a découvert une nouvelle sorte d'exoplanètes dans le désert des Neptunes, une zone où aucune exoplanète de cette catégorie n'avait à ce jour été identifiée.


© Université de Warwick

Une équipe internationale dirigée par l'Université de Warwick, en collaboration avec l'Université de Genève (UNIGE), a découvert une exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes...) 3 fois plus grande et 20 fois plus massive (Le mot massif peut être employé comme :) que la 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 des quatre...), nommée NGTS-4b. Orbitant en seulement 1.3 jours 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,...) de son 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...), celle-ci est tellement proche que sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) est chauffée à plus de 1000 degrés. La nouveauté ? Elle se situe dans une région nommée le "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...) des Neptunes", une zone interdite dans laquelle aucune autre 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...) comparable n'avait à ce jour (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 Soleil...) été identifiée. Cette découverte est à lire dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Les astronomes supposaient inexistantes les exoplanètes de la taille de Neptune se situant très proches de leur étoile et possédant une enveloppe d'éléments volatils ou une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Cette région, surnommée le "désert des Neptunes", ne peut contenir que des exoplanètes de type Jupiter chaudes, telle que 51-Peg b, suffisamment massives pour retenir leur atmosphère malgré l'irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à un flux de rayonnements ionisants : rayons...) de leur étoile, et les exoplanètes de type rocheux, telle que CoRoT-7 b, n'ayant pas ou plus d'enveloppe d'éléments volatils. Les exoplanètes intermédiaires de type Neptune chaudes n'ont en effet pas une 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 l'autre la...) suffisante pour retenir leur atmosphère fortement irradiée et soufflée par leur étoile.

Une Neptune dans le désert

Pourtant, une équipe internationale d'astrophysiciens a découvert NGTS-4b: une exoplanète 3 fois plus grande et 20 fois plus massive que la Terre, dont la surface est chauffée à plus de 1000 degrés. D'après sa densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à...), NGTS-4b possède une enveloppe volatile, malgré sa présence dans le désert des Neptunes. C'est la première de la sorte découverte dans cette zone inattendue et supposée interdite. Les chercheurs pensent que la planète a dû atteindre ce désert des Neptunes récemment, par migration orbitale, ou qu'elle était initialement une géante gazeuse (Les géantes gazeuses sont les plus grandes des planètes. Elles sont dites gazeuses, par opposition aux planètes telluriques, en raison de l'épaisse atmosphère...) et que son atmosphère n'a pas encore fini d'être soufflée et évaporée par son étoile.

Une précision inégalée

Cette Neptune a été observée grâce à un nouvel instrument mis en place à l'Observatoire de Paranal au Chili, en collaboration avec le Département d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne...) de la Faculté des sciences de l'UNIGE. Le New Generation Transit Survey (NGTS) est constitué d'un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui...) de 12 télescopes robotiques de 20 cm de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce segment. Pour...) qui cherchent à identifier des transits photométriques (ou des mini (MINI est une marque automobile de BMW Group. L'ancien modèle Mini était construit par MG Rover.) éclipses, synonymes du passage d'une exoplanète devant le disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) de son étoile) sur des milliers d'étoiles. "Depuis le sol, seuls les transits d'exoplanètes de la taille de Jupiter provoquant une baisse de luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) de l'étoile de l'ordre de 1 % sont détectés, explique François Bouchy, professeur au Département d'astronomie de la Faculté des sciences de l'UNIGE et membre du consortium NGTS. Or les télescopes de NGTS peuvent détecter des transits de seulement 0,1 %, une précision encore jamais atteinte par les relevés photométriques depuis le sol." Et c'est justement cette précision qui a permis aux astronomes de découvrir l'exoplanète NGTS-4b de seulement 3,2 rayons terrestres. La masse de cette exoplanète a été mesurée en utilisant le spectrographe haute précision HARPS, développé au Département d'astronomie de l'UNIGE il y a plus de 15 ans et toujours en opération à l'Observatoire de la Silla au Chili.

Le consortium NGTS poursuit aujourd'hui l'analyse des courbes de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde...) et le suivi spectroscopique des candidats planétaires désormais en synergie avec la mission spatiale TESS 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...), afin que d'autres systèmes planétaires comparables à NGTS-4b soient découverts. Le désert des Neptunes est peut-être plus vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est axée...) qu'on ne le croit.
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