La recherche de planètes extra-solaires a révélé des découvertes très intéressantes.
Mis à part les planètes qui sont des versions plus massives de leurs équivalents solaires (Super-Jupiters et Super-Terres), il y a eu beaucoup de planètes qui chevauchent la ligne entre les classifications.
Et il y a eu des moments où les observations de suivi ont conduit à la découverte de multiples systèmes planétaires.
C'était certainement le cas quand il s'agissait de K2-18, un système d'étoiles naines rouges situé à environ 111 années-lumière de la Terre dans la constellation du Lion.
À l'aide du radar de recherche de haute précision Radial Velocity (HARPS) de l'ESO, une équipe internationale d'astronomes examinait récemment une exoplanète découverte précédemment dans ce système (K2-18b) lorsqu'ils ont noté l'existence d'une deuxième exoplanète.
L'étude qui détaille leurs découvertes – "Caractérisation du système multi-planétaire K2-18 avec HARPS" – devrait être publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics .
La recherche a été appuyée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et l'Institut de recherche sur les exoplanètes – un consortium de scientifiques et d'étudiants de l'Université de Montréal et de l'Université McGill.
Dirigé par Ryan Cloutier, étudiant au doctorat au Centre for Planet Science de l'Université de Toronto et à l'Institut de recherche sur les exoplanètes de l'Université de Montréal (iREx), l'équipe comprenait des membres de l'Université de Genève, de l'Université Grenoble Alpes et l'Université de Porto.
Ensemble, l'équipe a mené une étude de K2-18b dans l'espoir de caractériser cette exoplanète et de déterminer sa véritable nature.
Lorsque K2-18b a été découvert en 2015, il a été trouvé en orbite dans la zone habitable de l'étoile (alias "Goldilocks Zone")
.
L'équipe responsable de la découverte a également déterminé que, compte tenu de sa distance par rapport à son étoile, la surface de K2-18b a reçu des quantités de rayonnement similaires à celles de la Terre.
Cependant, les estimations initiales de la taille de la planète laissaient les astronomes incertains quant à savoir si la planète était une Super-Terre ou une mini-Neptune.
Pour cette raison, Cloutier et son équipe ont cherché à caractériser la masse de la planète, une étape nécessaire pour déterminer ses propriétés atmosphériques et sa composition en masse. À cette fin, ils ont obtenu des mesures de vitesse radiale de K2-18 à l'aide du spectrographe HARPS.
Ces mesures leur ont permis de placer des contraintes de masse sur une exoplanète découverte précédemment, mais ont également révélé quelque chose de plus.
Comme Ryan Cloutier l'a expliqué dans un communiqué de presse de l'UTSc:
"Être capable de mesurer la masse et la densité de K2-18b était formidable, mais découvrir une nouvelle exoplanète était une chance et tout aussi excitant … Si vous pouvez obtenir la masse et le rayon, vous pouvez mesurer la densité apparente de la planète et cela peut vous dire de quoi est faite la plus grande partie de la planète. "
Essentiellement, leurs mesures de la vitesse radiale ont révélé que K2-18b avait une masse d'environ 8,0 ± 1,9 masses terrestres et une masse volumique apparente de 3,3 ± 1,2 g / cm³
Ceci est cohérent avec une planète terrestre (ou rocailleuse) avec une enveloppe gazeuse significative et une fraction de masse d'eau égale ou inférieure à 50%.
En d'autres termes, il s'agit soit d'une Super-Terre avec une petite atmosphère gazeuse (comme les Terres), soit d'un "monde de l'eau" avec une épaisse couche de glace au sommet.
Ils ont également trouvé des preuves d'une seconde Super Terre "chaude" nommée K2-18c, qui a une masse de 7,5 ± 1,3 masses terrestres, une période orbitale de 9 jours et un demi-grand axe environ 2,4 fois plus petit que K2 -18b.
Après avoir réexaminé les courbes de lumière originelles obtenues à partir de K2-18, ils ont conclu que K2-18c n'avait pas été détecté parce que son orbite ne se trouvait pas sur le même plan. Comme Cloutier a décrit la découverte:
"Lorsque nous avons commencé à jeter les données sur la table, nous essayions de comprendre ce que c'était: vous devez vous assurer que le signal n'est pas seulement du bruit, et que vous devez faire une analyse minutieuse pour le vérifier. le signal était une bonne indication qu'il y avait une autre planète … Ce n'était pas un moment d'eureka parce que nous devions encore passer en revue une liste de choses à faire pour vérifier les données. c'est en fait une planète. "
Malheureusement, le K2-18c nouvellement découvert orbite trop près de son étoile pour qu'il soit dans sa zone habitable. Cependant, la probabilité que K2-18b soit habitable reste probable, ce qui dépend de sa composition en masse.
En fin de compte, ce système bénéficiera d'enquêtes supplémentaires qui impliqueront probablement le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA – dont le lancement est prévu pour 2019.
Ces sondages s'attendent à résoudre les derniers mystères de cette planète, à savoir si elle ressemble à la Terre ou à un "monde aquatique".
"Avec les données actuelles, nous ne pouvons pas faire la distinction entre ces deux possibilités", a déclaré M. Cloutier. "Mais avec le télescope spatial James Webb (JWST), nous pouvons sonder l'atmosphère et voir si elle a une atmosphère étendue ou s'il s'agit d'une planète recouverte d'eau."
Comme René Doyon – chercheur principal pour l'imageur proche infrarouge et spectrographe sans fente (NIRISS), l'instrument de l'Agence spatiale canadienne à bord JWST, et un co-auteur sur le papier – a expliqué:
"Il y a beaucoup de demande pour utiliser ce télescope, donc vous devez être méticuleux dans le choix des exoplanètes à regarder K2-18b est maintenant l'une des meilleures cibles pour l'étude de l'atmosphère, il va au sommet du liste. "
La découverte de cette seconde Super-Terre dans le système K2-18 est une autre indication de la prévalence des systèmes multi-planétaires autour des étoiles de type M (naines rouges).
La proximité de ce système, qui a au moins une planète avec une atmosphère épaisse, le rend également bien adapté aux études qui enseigneront aux astronomes plus sur la nature des atmosphères d'exoplanètes.
Attendez-vous à en savoir plus sur cette étoile et son système planétaire dans les années à venir!
Cet article a été publié par Universe Today. Lisez l'article original.
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