Super-Terre gelée découverte à six années-lumière

Les astronomes ont découvert une exoplanète gelée représentant plus de trois fois la masse de la Terre, en orbite autour d’une étoile à six années-lumière de la planète. L’exoplanète gravite autour de l’étoile de Barnard, l’étoile solitaire la plus proche de notre soleil.

Cela en fait la deuxième exoplanète connue la plus proche de nous. Auparavant, une exoplanète était en orbite autour du système trois étoiles Proxima Centauri.

L'exoplanète a été trouvée après avoir assemblé 20 années de données, comprenant 771 mesures individuelles, à partir de sept instruments. L'analyse qui a conduit à la découverte est détaillée dans une étude publiée mercredi dans la revue Nature.

Pendant des années, les astronomes ont pensé qu'ils trouveraient une planète autour de l'étoile proche, mais cela leur a échappé.

«La star de l’hôte est le grand coup de pied de cette découverte», écrit dans un courrier électronique Paul Butler, co-auteur de l’étude et astronome à la Carnegie Institution for Science. "L’étoile de Barnard est la" grande baleine blanche "de la chasse aux planètes."

La planète, appelée étoile b de Barnard, est probablement faiblement éclairée par son étoile et légèrement plus froide que Saturne. Les chercheurs pensent qu'il s'agit d'un désert glacé sans eau liquide, d'un environnement hostile où la température moyenne à la surface est d'environ 274 degrés Fahrenheit.

L’étoile naine rouge elle-même n’émet que 0,4% environ de l’éclat de notre soleil; la planète reçoit donc environ 2% de l’intensité que la Terre reçoit de son soleil. C’est parce que l’étoile de Barnard appartient à la classe des étoiles naines M, plus fraîches et moins massives que notre soleil. C’est aussi une vieille étoile qui précède notre propre système solaire.

Et pour regarder à travers un télescope, l'étoile semble se déplacer le plus rapide parmi les autres étoiles dans le ciel nocturne. C’est parce qu’il se déplace rapidement par rapport au soleil, et qu’il s’agit de l’étoile la plus proche du ciel, a déclaré Butler.

"La star a été nommée en l'honneur du grand astronome américain Edward Emerson Barnard, pionnier de la photographie stellaire et de l'astrométrie", a déclaré Butler. "Il a reconnu que cette étoile avait la plus grande motion connue connue il y a un siècle."

La planète est à peu près à la même distance orbitale de son étoile que Mercure de notre soleil, faisant un tour complet autour de l'étoile tous les 233 jours. Cela le place dans la «ligne de neige» de l’étoile, où il fait suffisamment froid pour que l’eau gèle en glace solide. Dans cette région d’un système planétaire, on pense que les blocs constitutifs des planètes se forment et collectent des matériaux pour en faire des noyaux. Au fur et à mesure qu'ils migrent plus près de leurs hôtes hôtes, rassemblant plus de matière, ils deviennent des planètes.

C’est la première fois qu'une planète aussi petite et éloignée de son étoile est détectée à l’aide de la technique de la vitesse radiale, à laquelle Butler a contribué à faire œuvre de pionnier. Cette méthode est sensible à la masse de l’exoplanète et mesure les changements de vitesse de l’étoile hôte. Les instruments peuvent être utilisés pour détecter de minuscules vacillements dans l’orbite de l’étoile causés par la gravité de la planète.

«Je pense que cette découverte montre la puissance de la [radial velocity] Une technique pour détecter de plus longues périodes, de petites planètes beaucoup plus difficiles ou impossibles à détecter avec des missions comme Kepler et TESS, qui se concentrent sur la recherche d'exoplanètes en transition dans des périodes orbitales plus courtes », Johanna Teske, co-auteur de l'étude et boursière Hubble à la Carnegie Institution pour Science, écrit dans un email. «Cette étude donne un merveilleux exemple de collaboration et de coordination entre plusieurs équipes et de multiples ensembles de données, ce qui n’arrive pas toujours avec succès dans la recherche sur les exoplanètes. Ce n’est qu’en combinant les données et en travaillant en collaboration que cette détection très complexe a été possible. ”

Ces méthodes ne sont pas toujours disponibles pour les astronomes à la recherche d’exoplanètes. Pendant la majeure partie des cent dernières années, le seul moyen était la technique astrométrique, dans laquelle les astronomes recherchent l'oscillation de l'étoile hôte par rapport aux étoiles en arrière-plan, a expliqué Butler. Cela a fonctionné seulement pour les étoiles les plus proches et a été réalisé en prenant des photographies de l'étoile et en mesurant ses positions les unes par rapport aux autres.

"Cela a fait de l'étoile de Barnard l'étoile la plus importante dans le ciel parce que c'est l'étoile la plus proche dans le ciel", a déclaré Butler.

Dans les années 1930, l’astronome américain Peter van de Kamp entame une quête pour étudier l’étoile de Barnard qui durera la majeure partie de ses 93 ans. Ses affirmations sur la façon dont les planètes pourraient se placer en orbite autour de l'étoile ont été réfutées, et il est décédé cinq mois avant la première découverte vérifiable d'une exoplanète en mai 1995, a déclaré Butler.

"Il a travaillé dur pour améliorer la seule technique à cette époque qui consistait à trouver des planètes et a passé des décennies à collecter les données", a déclaré Butler. "Van de Kamp est un véritable pionnier des planètes extrasolaires."

Étant donné sa proximité avec notre système solaire et sa longue orbite, les futures missions et télescopes pourront fournir de nouvelles informations sur l’étoile de Barnard b.

«Les futurs télescopes spatiaux tels que WFIRST pourraient peut-être observer la lumière réfléchie par l’étoile de Barnard au large de la planète et nous renseigner ainsi sur la composition de la surface et / ou de l’atmosphère de la planète», a déclaré Teske.