Après avoir envoyé des robots sur la Lune, atterri sur Mars et construit sa propre station spatiale, la Chine lorgne désormais sur des systèmes solaires lointains. Ce mois-ci, les scientifiques publieront les plans détaillés de la première mission de découverte d’exoplanètes du pays.
La mission vise à étudier les planètes du système extra-solaire dans d’autres parties de la Voie lactée, dans le but de trouver la première planète semblable à la Terre en orbite dans la zone habitable d’une étoile, tout comme le Soleil. Les astronomes pensent qu’une telle planète, surnommée Terre 2.0, aurait les bonnes conditions pour que l’eau liquide – et peut-être la vie – existe.
Plus de 5 000 exoplanètes ont déjà été découvertes dans la Voie lactée, principalement avec le télescope Kepler de la NASA, qui a fonctionné pendant 9 ans avant de manquer de carburant en 2018. Certaines des planètes étaient des corps rocheux semblables à la Terre en orbite autour de petites étoiles naines rouges, mais aucune ne correspondait à la définition d’une Terre 2.0.
Avec la technologie et les télescopes actuels, il est extrêmement difficile de trouver le signal des petites planètes semblables à la Terre lorsque leurs étoiles hôtes sont un million de fois plus lourdes et un milliard de fois plus brillantes, explique Jessie Christiansen, astrophysicienne à l’Exoplanet Science Institute de la NASA à Pasadena en Californie.
La mission chinoise appelée Earth 2.0 veut changer cela. Financé par l’Académie chinoise des sciences, il achève sa première phase de conception. Si les conceptions passent un examen par un groupe d’experts en juin, l’équipe de la mission recevra un financement pour commencer la construction du satellite. L’équipe prévoit de lancer le vaisseau spatial sur une fusée Longue Marche avant la fin de 2026.
sept yeux
Le satellite Earth 2.0 emportera sept télescopes qui observeront le ciel pendant quatre ans. Six des télescopes travailleront ensemble pour étudier les constellations de Cygnus Lyra, le même morceau de ciel passé au peigne fin par le télescope Kepler. « Le champ de Kepler est un fruit à portée de main car nous avons de très bonnes données à partir de là », a déclaré Jian Ge, l’astronome à la tête de la mission Earth 2.0 à l’Observatoire astronomique de Shanghai de l’Académie chinoise des sciences.
Les télescopes recherchent des exoplanètes en détectant de petits changements dans la luminosité d’une étoile qui indiquent qu’une planète est passée devant elle. L’utilisation simultanée de plusieurs petits télescopes offre aux scientifiques un champ de vision plus large qu’un seul grand télescope comme Kepler. Les 6 télescopes de Earth 2.0 fixeront collectivement environ 1,2 million d’étoiles dans un champ de ciel de 500 degrés carrés environ cinq fois plus large que la vue de Kepler. Dans le même temps, Earth 2.0 pourra observer des étoiles plus sombres et plus éloignées que le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, qui surveille les étoiles brillantes proches de la Terre.
« Notre satellite peut être 10 à 15 fois plus puissant que le télescope Kepler de la NASA dans sa capacité à surveiller le ciel », explique Ge.
Le septième instrument du satellite sera un télescope gravitationnel à microlentilles pour surveiller les planètes voyous – des objets célestes flottant librement qui n’orbitent pas autour d’une étoile – et les exoplanètes éloignées de leur étoile, un peu comme Neptune. Il détecte les changements de lumière des étoiles lorsque la gravité d’une planète ou d’une étoile déforme la lumière d’une étoile d’arrière-plan devant laquelle elle passe. Le télescope visera le centre de la Voie lactée, là où se trouvent un grand nombre d’étoiles. S’il était lancé avec succès, ce serait le premier télescope à microlentilles gravitationnelles à fonctionner depuis l’espace, a déclaré Ge.
«Notre satellite peut essentiellement faire un recensement qui identifie des exoplanètes de différentes tailles, masses et âges. La mission fournira une bonne collection d’échantillons d’exoplanètes pour de futures recherches », dit-il.
duplication de données
La NASA a lancé Kepler en 2009 dans le but de découvrir à quel point les planètes semblables à la Terre sont communes dans la galaxie. Pour confirmer qu’une exoplanète ressemble à la Terre, les astronomes doivent mesurer le temps qu’il lui faut pour orbiter autour de son soleil. Ces planètes devraient avoir une période orbitale similaire à celle de la Terre et transiter par son soleil environ une fois par an. Chelsea Huang, astrophysicienne à l’Université du sud du Queensland à Toowoomba, affirme que les scientifiques ont besoin d’au moins trois transits pour déterminer une période orbitale précise, ce qui nécessite environ trois ans de données et parfois plus lorsqu’il y a des lacunes dans les données.
Mais quatre ans après le début de la mission Kepler, certaines parties de l’instrument ont échoué, laissant le télescope incapable de fixer un point dans le ciel pendant une période prolongée. Kepler était sur le point de trouver des planètes véritablement semblables à la Terre, explique Huang, qui a travaillé avec l’équipe Earth 2.0 en tant que consultant en simulation de données.
Avec Earth 2.0, les astronomes pourraient disposer de quatre années supplémentaires de données qui, combinées aux observations de Kepler, pourraient aider à confirmer quelles exoplanètes ressemblent vraiment à la Terre. « Je suis très enthousiaste à l’idée de retourner sur le champ de Kepler », déclare Christiansen, qui espère étudier les données Earth 2.0 lorsqu’elles seront disponibles.
Ge espère trouver une douzaine de planètes Earth 2.0. Il dit qu’il prévoit de publier les données dans un an ou deux après leur collecte. « Il y aura beaucoup de données, nous aurons donc besoin de toutes les mains que nous pourrons », dit-il. L’équipe se compose déjà d’environ 300 scientifiques et ingénieurs, principalement de Chine, mais Ge espère que d’autres astronomes du monde entier se joindront à eux. « La Terre 2.0 est une opportunité pour une meilleure coopération internationale. »
L’Agence spatiale européenne prévoit également une mission exoplanétaire appelée Planetary Transits and Oscillations of Stars (PLATO) qui sera lancée en 2026. La conception de PLATO comprend 26 télescopes, ce qui signifie qu’il aura un champ de vision beaucoup plus large que la Terre 2.0. Mais le satellite changera son regard tous les deux ans pour regarder différentes régions du ciel.
Cet article est reproduit avec autorisation et a été publié pour la première fois le 12 avril 2022.