VIDÉO - Un nouveau mode de détection des exoplanètes en zone habitable

En analysant les images du relevé LoTSS (LOFAR Two Meter Sky Survey), une équipe comprenant un astronome de l'Observatoire de Paris - PSL a découvert des ondes radio inhabituelles provenant de l'étoile naine rouge voisine GJ1151. Ces ondes portent la signature révélatrice d'aurores causées par une interaction entre l'étoile et sa planète. Prédite depuis plus de trente ans, cette signature est observée pour la première fois. Uniquement détectable grâce à la sensibilité du radiotélescope LOFAR, elle ouvre un nouveau mode de détection des exoplanètes en zone habitable et d'étude de leur environnement.


Les naines rouges sont le type d'étoile le plus abondant dans notre Voie Lactée, mais elles sont beaucoup plus petites et plus froides que notre propre Soleil. Cela signifie que, pour qu'une planète appartenant à ce type de système stellaire soit habitable, elle doit être beaucoup plus proche de son étoile que la Terre ne l'est du Soleil.

Les naines rouges ont également des champs magnétiques beaucoup plus puissants que ceux du Soleil, ce qui implique qu'une planète habitable gravitant autour d'une naine rouge est exposée à une intense activité magnétique. Celle-ci serait même capable de chauffer la planète ou d'éroder son atmosphère. Les émissions radioélectriques associées à ce processus sont l'un des rares marqueurs disponibles pour évaluer la puissance de cet effet.

L'énorme courant qui alimente les aurores de l'émission radio est généré par le mouvement de la planète dans le champ magnétique de l'étoile. De tels courants ne peuvent être générés dans le Système solaire, du fait du plus faible champ magnétique du Soleil et de sa plus grande distance à ses planètes. Cependant, l'interaction du champ magnétique de Jupiter avec sa lune Io génère une émission radio similaire, brillante, dépassant même celle du Soleil à des fréquences suffisamment basses.

Pour ses travaux, l'équipe scientifique a exploité les images du relevé LoTSS (LOFAR Two Meter Sky Survey), synthétisées par des algorithmes développés à l'Observatoire de Paris - PSL.

LoTSS cartographiera à terme le ciel radio de toute l'hémisphère nord. Le groupe se concentre maintenant sur la recherche d'émissions similaires provenant d'autres étoiles, et s'attend à ce que cette nouvelle méthode de détection des exoplanètes ouvre une nouvelle façon de comprendre l'environnement des exoplanètes.


La publication de référence

"Coherent radio emission from a quiescent red dwarf indicative of star-planet interaction" est publié dans Nature Astronomy le 17 février 2020:DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-020-1011-9

Pour en savoir plus sur LOFAR

Le télescope LOFAR international (ILT) est constitué d'un réseau européen d'antennes radio, reliés par un réseau fibre optique à haute vitesse courant sur sept pays. LOFAR est exploité par ASTRON (Institut néerlandais de radioastronomie), dont le coeur est situé à Exloo aux Pays-Bas. LOFAR fonctionne en combinant les signaux de plus de 100 000 dipôles d'antenne individuels, en utilisant des ordinateurs puissants pour traiter les signaux radio comme s'ils formaient une "parabole" de 1 900 kilomètres de diamètre. LOFAR est sans équivalent compte tenu de sa sensibilité et de sa capacité à l'image à haute résolution (c'est-à-dire sa capacité à créer des images très détaillées), de sorte que les archives de données LOFAR sont la plus grande collection de données astronomiques au monde et sont hébergées à SURFsara (Pays-Bas), Forschungszentrum Juelich (Allemagne) et le Poznan Super Computing Center (Pologne).