La mission Kepler de la NASA s’est terminée en 2018 après plus de neuf ans de chasse aux planètes fructueuse. Le télescope spatial a découvert des milliers de planètes, dont beaucoup portent son nom. Mais cela a également généré une énorme quantité de données que les scientifiques des exoplanètes analysent encore.
Aujourd’hui, une équipe de chercheurs a jeté un nouvel éclairage sur un système à sept planètes dans l’océan de données de Kepler.
L’étoile s’appelle Kepler 385 et se trouve à environ 4 670 années-lumière. Certaines de ses planètes ont été confirmées en 2014, tandis que d’autres sont restées candidates. Mais dans un nouveau catalogue mis à jour, les scientifiques des exoplanètes ont confirmé le reste des planètes et révélé de nouveaux détails sur ce système rare.
Le papier annonçant que le nouveau catalogue s’appelle « Catalogue mis à jour des candidats de la planète Kepler : focus sur la précision et les périodes orbitales ». L’auteur principal est Jack Lissauer, chercheur scientifique au Ames Research Center de la NASA. Le document apparaîtra dans le Journal des sciences planétaires et est publié sur le serveur de préimpression arXiv.
« Nous avons rassemblé à ce jour la liste la plus précise des planètes candidates de Kepler et de leurs propriétés », a déclaré Lissauer. « La mission Kepler de la NASA a découvert la majorité des exoplanètes connues, et ce nouveau catalogue permettra aux astronomes d’en apprendre davantage sur leurs caractéristiques. »
Les scientifiques connaissent le système planétaire Kepler 385 depuis des années. Certaines de ses planètes ont été confirmées en 2014, tandis que d’autres sont restées candidates. Mais les méthodes mises à jour et les données affinées ont conduit à de nouvelles compréhensions et découvertes.
L’équipe de chercheurs à l’origine du catalogue affirme qu’il répertorie toutes les planètes candidates connues de Kepler qui orbitent et transitent par une seule étoile. L’un des systèmes les plus intrigants est Kepler 385, qui abrite sept planètes si proches de leur étoile qu’elles baignent dans sa chaleur. Tous les sept sont plus grands que la Terre mais plus petits que Neptune.
Kepler 385 est semblable au soleil mais un peu plus grand et plus chaud. Il est 10 % plus grand et environ 5 % plus chaud. C’est l’une des rares étoiles avec plus de six planètes ou planètes candidates en orbite autour d’elle.
Les deux planètes les plus intérieures sont toutes deux légèrement plus grandes que la Terre. D’après le nouveau catalogue, ils sont probablement tous les deux rock. Ils peuvent même avoir des atmosphères, mais si c’est le cas, ils sont très minces. Les cinq planètes restantes ont des rayons environ deux fois plus grands que celui de la Terre et ont probablement une atmosphère épaisse.
« Notre révision du catalogue Kepler des exoplanètes fournit la première véritable analyse uniforme des propriétés des exoplanètes », a déclaré le co-auteur Jason Rowe, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en astrophysique des exoplanètes et professeur à l’Université Bishop’s à Québec, Canada. « Les améliorations apportées à toutes les propriétés planétaires et stellaires nous ont permis de mener une étude approfondie des propriétés fondamentales des systèmes exoplanétaires afin de mieux comprendre les exoplanètes et de comparer directement ces mondes lointains à notre propre système solaire et de nous concentrer sur les détails de systèmes individuels. comme Kepler-385. »
Mais le nouveau catalogue représente bien plus que ce système rare et intéressant. Kepler 385 n’est que l’un des points forts parmi les près de 4 400 planètes candidates et 700 systèmes multi-planétaires en cours de réalisation.
Grâce à de meilleures mesures des étoiles qui hébergent toutes ces planètes – en particulier celles du vaisseau spatial Gaia de mesure des étoiles de l’ESA – les chercheurs ont pu mieux analyser la répartition des durées de transit. Les durées de transit sont un outil important pour sonder la distribution des exoplanètes. Elle concerne les excentricités orbitales, qui vont des orbites circulaires avec une excentricité nulle aux orbites très allongées.
Il n’existe pas suffisamment de données pour que la plupart des exoplanètes puissent mesurer leur excentricité individuellement. Mais les chercheurs ont développé des méthodes permettant de caractériser la répartition des excentricités d’une population d’exoplanètes en transit. Il s’agit d’un élément important du nouveau catalogue Kepler, qui a conduit les chercheurs à de nouvelles conclusions.
Le principal concerne la nature des orbites planétaires dans les systèmes multi-planétaires.
« Alors que des études antérieures avaient déduit que les petites planètes et les systèmes comportant davantage de planètes en transit avaient tendance à avoir des excentricités orbitales plus petites, ces résultats reposaient sur des modèles complexes », a déclaré le co-auteur Eric Ford du Département d’astronomie et d’astrophysique de la Penn State University. « Notre nouveau résultat est une démonstration plus directe et indépendante du modèle que les systèmes avec plus de planètes en transit ont des orbites plus circulaires. »
En termes d’habitabilité potentielle, le système Kepler 385 est un raté.
Les sept planètes se trouvent toutes bien à l’intérieur de la zone habitable et baignent dans un rayonnement intense. En fait, toutes les sept reçoivent plus de chaleur de leur étoile par zone que n’importe quelle planète de notre système solaire. Mais ce nouveau travail ne porte pas sur l’habitabilité.
Il s’agit d’un nouveau catalogue Kepler plus détaillé et plus précis que ses prédécesseurs.
« Cela fait plus d’une décennie que Kepler a cessé de collecter des données dans son champ de vision principal », écrivent les auteurs. « Néanmoins, la liste des planètes candidates de Kepler reste la collection d’exoplanètes la plus vaste et la plus homogène connue. »
Nous disposons désormais de données encore meilleures sur toutes ces planètes. Qui sait quelles autres informations cela générera ?
Plus d’information:
Jack J. Lissauer et al, Catalogue mis à jour des candidates de la planète Kepler : focus sur la précision et les périodes orbitales, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2311.00238