Une équipe dirigée par la chercheuse portugaise Susana Barros, de l’Institut d’astrophysique et des sciences spatiales (IA3), du Département de physique et d’astronomie de la Faculté des sciences de l’Université de Porto, a trouvé trois super-Terres et deux super-Mercures, tout en observant le système stellaire HD 23472 avec le spectrographe ESPRESSO (ESO). Cette découverte est très rare, en comptant ces deux, il n’y a que huit super-Mercures connus.
Ces 5 planètes orbitent autour de l’étoile HD 23472, nom de code de l’étoile naine de type k, ou naine orange.
Une naine orange présente-t-elle un intérêt particulier ?
Oui, en effet une naine orange est une étoile de la séquence principale (brûlant de l’hydrogène) de type spectral K et de classe de luminosité V. Ces étoiles sont de taille intermédiaire entre les naines rouges de la séquence principale de classe M et les naines jaunes de la séquence principale de classe G. Elles ont des masses comprises entre 0,5 et 0,8 fois la masse du Soleil et des températures de surface comprises entre 3 600 et 4 900 degrés Celsius (par curiosité, la température du Soleil, une étoile jaune, est de près de 5 600 degrés Celsius).
Par conséquent, ces étoiles k présentent un intérêt particulier dans la recherche de vie extraterrestre. Des exemples bien connus incluent Alpha Centauri B (K1 V) et Epsilon Indi (K5 V).
En comparaison, cette étoile représente environ 67 % de la masse de notre Soleil et se trouve à 127,5 années-lumière. C’est-à-dire qu’il se trouve à plus de 1 200 milliards de kilomètres du système solaire. En plus de ne pas être visible à l’œil nu, elle ne peut être vue que par ceux de l’hémisphère sud — en l’occurrence, elle a été étudiée depuis l’Observatoire européen austral, installé au Chili.
Une découverte surprenante
L’objectif de l’étude, maintenant publiée dans la revue Astronomia & Astrofísica, était de caractériser la composition des petites planètes et de comprendre comment elle change avec la position, la température et les propriétés stellaires de la planète. Susana Barros précise que l’équipe souhaitait « étudier la transition entre avoir ou ne pas avoir d’atmosphère, qui pourrait être liée à l’évaporation de l’atmosphère due à l’irradiation de l’étoile ».
L’équipe a découvert que ce système est composé de trois super-Terres avec une atmosphère importante et étonnamment de deux super-Mercures, qui sont les planètes les plus proches de l’étoile.
Sur les cinq planètes du système HD 23472, trois ont des masses inférieures à la Terre. Ce sont parmi les exoplanètes les plus légères dont les masses ont été mesurées à l’aide de la méthode de la vitesse radiale, ce qui n’a été possible que grâce à l’extrême précision d’ESPRESSO sur le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO au Chili. Et la présence non pas d’un, mais de deux super-mercures, a donné envie à l’équipe d’aller plus loin.
La planète Mercure dans le système solaire a un noyau relativement plus grand et un manteau relativement plus petit que les autres planètes, mais les astronomes ne savent pas pourquoi.
Certaines explications possibles impliquent un impact massif qui a enlevé une partie du manteau de la planète, ou une partie du manteau de Mercure aurait pu s’évaporer en raison de sa température élevée.
Étonnamment, d’autres exoplanètes aux caractéristiques similaires, appelées super-Mercures, ont récemment été découvertes autour d’autres étoiles.
Pour la première fois, nous avons découvert un système à deux super-Mercures. Cela nous permet d’obtenir des indices sur la façon dont ces planètes se sont formées, ce qui pourrait nous aider à écarter certaines possibilités. Par exemple, si un impact suffisamment important pour créer un super-Mercure est déjà très peu probable, deux impacts gigantesques dans le même système semblent très peu probables.
On ne sait toujours pas comment ces planètes se sont formées, mais cela semble lié à la composition de l’étoile mère. Ce nouveau système peut nous aider à le découvrir.
A déclaré la chercheuse Susana Barros.
Selon un autre membre de l’équipe, Olivier Demangeon, comprendre comment ces deux super-Mercures se sont formés nécessitera une caractérisation plus poussée de la composition de ces planètes. Comme ces planètes ont des rayons plus petits que la Terre, l’instrumentation actuelle n’a pas la sensibilité nécessaire pour sonder leur composition de surface, ou l’existence et la composition d’une atmosphère potentielle.
Le chercheur note également que le futur Extremely Large Telescope (ELT) et son spectrographe ANDES7 haute résolution de première génération fourniront, pour la première fois, à la fois la sensibilité et la précision nécessaires pour tenter de telles observations. Cependant, le but ultime est de trouver d’autres Terres.
L’existence de l’atmosphère nous donne un aperçu de la formation et de l’évolution du système et a également des implications sur l’habitabilité des planètes. J’aimerais étendre ce type d’étude aux planètes à période plus longue et à température plus douce.
Dit le chercheur qui coordonne l’équipe qui a découvert ces nouvelles exoplanètes.
La participation de l’IA à ESPRESSO s’inscrit dans une stratégie plus large de promotion de la recherche sur les exoplanètes au Portugal, à travers la construction, le développement et la définition scientifique de divers instruments et missions spatiales, comme la mission Cheops (ESA), déjà en orbite.
Cette stratégie se poursuivra au cours des prochaines années, avec le lancement du télescope spatial PLATO (ESA), la mission Ariel (ESA) et l’installation du spectrographe ANDES précité sur le plus grand télescope de nouvelle génération, l’ELT (ESO).
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