Même avec plus de 4000 exoplanètes découvertes aujourd’hui, la traque de ces lointains corps célestes demeure épineuse. Par exemple, comment savoir où braquer les télescopes, c’est-à-dire quelle étoile regarder, dans l’infini de l’espace? C’est tout l’objet de trois études parues fin décembre dans la revue Nature Astronomy. Elles détaillent non seulement la découverte de six nouvelles exoplanètes autour de trois étoiles, mais surtout la mise au point d’une méthode permettant de sélectionner efficacement les astres parmi les candidats les plus susceptibles d’abriter de telles planètes.

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La méthode présentée repose sur une anomalie observée dans la lumière émise par les étoiles comme potentielle signature de la présence d’une planète. Les faits remontent à 2012, lorsque l’astrophysicienne Carole Haswell, de l’Open University à Milton Keynes au Royaume-Uni, observe le système WASP-12, à 600 années-lumière de la Terre. L’étoile possède une planète détectée en 2009 par le télescope spatial Hubble. De la taille de Jupiter, elle est toute proche de l’étoile et donc très chaude, parmi les plus chaudes planètes de ce type alors connues.

Quelque chose attire l’attention de la scientifique dans la signature lumineuse de l’étoile. «Il «manquait» une partie de sa lumière et j’en ai déduit que cela était dû d’une certaine manière à la présence de cette planète qui orbitait autour.» Il ne s’agissait pas d’un «simple» obscurcissement de l’éclat stellaire provoqué par le transit d’une planète entre la Terre et l’étoile – ce que les astrophysiciens utilisent habituellement pour détecter de nouvelles exoplanètes par la méthode dite des transits. Non, la déplétion lumineuse observée concernait la partie externe de l’atmosphère de l’étoile, ou chromosphère.

Ablation planétaire

Ou était donc passée cette lumière? Carole Haswell a formulé l’hypothèse qu’elle était absorbée par de la matière arrachée à l’atmosphère de la planète, celle-ci étant très proche et donc vulnérable à la chaleur et aux flux de particules émanant de l’étoile – un phénomène similaire à l’érosion nommé ablation. Par conséquent, de tels déficits observés dans la lumière d’autres étoiles pourraient suggérer la présence d’exoplanètes en orbites très proches.

Pour vérifier sa théorie, elle a observé environ 3000 étoiles connues et constaté que 40 d’entre elles présentaient de telles anomalies lumineuses. Elle a alors utilisé les habituelles méthodes de détection d’exoplanètes pour vérifier leur présence éventuelle. Et a trouvé trois étoiles possédant des exoplanètes jusqu’ici inconnues.

Non seulement la sélection opérée par la méthode de Carole Haswell était bonne mais, en plus, la chercheuse a pu identifier des planètes relativement petites, la moins massive étant de 2,6 fois la masse terrestre. C’est le cas d’à peine 5% des exoplanètes connues, qui sont généralement plus imposantes car plus aisées à détecter.

Ces planètes «jumelles de la Terre» intéressent particulièrement les scientifiques à la recherche de la vie. La NASA a d’ailleurs annoncé lundi que son satellite TESS avait permis de découvrir une nouvelle planète répondant à ce critère.

Petites exoplanètes

Son équipe fait valoir l’efficacité de cette méthode, qui a abouti à six détections positives pour une durée d’observation très courte. «La probabilité qu’une étoile possède une planète est estimée à plus de 50%, nuance Francesco Pepe, directeur du département d’astronomie à l’Université de Genève. Il pourrait donc s’agir d’un coup de chance, à ce stade. Il faut davantage de mesures afin de confirmer si c’est bien une caractéristique commune. En attendant, c’est une pièce du puzzle qui peut s’avérer prometteuse.»

Carole Haswell est optimiste sur l’avenir de ce domaine: «Les futurs télescopes promettent des mesures beaucoup plus fines, et nous pourrons trouver des planètes encore plus petites.» Pour Francesco Pepe, il s’agit aussi de caractériser ces nouveaux mondes: «Ce que nous voulons connaître, c’est leur taille, leur masse, leur composition, leur densité… Et pour cela, il faut surtout mettre toutes nos connaissances en commun et exploiter toutes les techniques à notre disposition.» C’est justement la tâche principale du télescope suisso-européen Cheops, récemment mis en orbite et dont les premiers résultats sont attendus cette année.

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