Communiqué de presse

Une exoplanète nouvellement découverte pourrait être la meilleure candidate pour la recherche de traces de vie

Une super-Terre rocheuse détectée, alors qu’elle passe régulièrement devant son étoile, au sein de la zone habitable d’une naine rouge calme

19 avril 2017

Une exoplanète en orbite autour d’une étoile de type naine rouge située à 40 années lumière de la Terre pourrait bien remporter à son tour le titre de “meilleure candidate pour la recherche de traces de vie au-delà du Système Solaire”. Une équipe internationale d’astronomes a découvert, au moyen de l’instrument HARPS de l’ESO à l’Observatoire de La Silla et d’autres télescopes disséminés sur Terre, une “super-Terre” décrivant une orbite au sein de la zone habitable de l’étoile LHS 1140, de faible luminosité. Cette planète arbore des dimensions ainsi qu’une masse supérieures à celles de la Terre, et a probablement retenu une large part de son atmosphère. Ces éléments, ajoutés au fait qu’elle transite régulièrement devant son étoile, en font l’une des cibles les plus prometteuses pour les études atmosphériques à venir. Les résultats de ces observations paraîtront au sein de l’édition du 20 avril 2017 de la revue Nature.

Cette super-Terre nouvellement découverte et baptisée LHS 1140b décrit une orbite au sein de la zone habitable d’une étoile de type naine rouge faiblement lumineuse référencée LHS 1140 et située dans la constellation de la Baleine (Le Monstre Marin) [1]. Les naines rouges sont beaucoup plus petites et bien plus froides que le Soleil. Bien que la distance séparant LHS 1140b de son étoile soit dix fois inférieure à la distance Terre – Soleil, LHS 1140b ne reçoit que la moitié de l’ensoleillement terrestre et occupe le centre de la zone habitable. Cette orbite nous apparaît de profil depuis la Terre. Chaque 25 jours, l’exoplanète passe devant son étoile, bloquant une fraction de la lumière qui nous en parvient.

“Cette exoplanète est la plus enthousiasmante de celles que j’ai observées au cours des dix dernières années”, précise Jason Dittmann du Centre d’Astrophysique Harvard-Smithson (Cambridge, Etats-Unis), auteur principal de l’étude. “Nous pouvions difficilement espérer découvrir meilleure candidate pour orienter l’une des plus grandes quêtes scientifiques – la recherche de traces de vie au-delà de la Terre.”

« La naine rouge se trouve actuellement dans une phase évolutive particulièrement favorable – LHS 1140 est animée d’une rotation plus lente et émet un rayonnement moins énergétique que d’autres étoiles semblables de faible masse”, détaille Nicola Astudillo-Defru de l’Université de Genève, Suisse, par ailleurs membre de l’équipe [2].

La vie telle que nous la connaissons exige la présence d’eau liquide en surface ainsi que l’existence d’une atmosphère planétaire. Dans le cas présent, la planète arbore des dimensions suffisamment vastes pour qu’un océan de magma ait pu couvrir sa surface, des millions d’années durant.  Cet océan de lave en fusion a pu enrichir l’atmosphère en vapeur qui, après que l’étoile soit entrée dans son actuelle phase évolutive – calme,  se serait condensée en eau liquide à la surface de la planète.

La découverte s’est initialement opérée au moyen de l’instrument Mearth, qui a détecté le tout premier signal – cette chute de luminosité caractéristique du passage de l’exoplanète devant son étoile hôte. Puis, l’instrument HARPS de l’ESO, ce chercheur de planètes d’une grande précision au moyen de la méthode des vitesses radiales, a effectué les observations de suivi nécessaires pour confirmer l’existence de la super-Terre. HARPS a également contribué à déterminer la période orbitale ainsi que la masse et la densité de l’exoplanète [3].

Les astronomes ont estimé l’âge de la planète à quelque cinq milliards d’années. En outre, ils ont évalué son diamètre à 1,4 diamètre terrestre – soit près de 18 000 kilomètres. Sa masse étant quelque sept fois supérieure à celle de la Terre et sa densité beaucoup plus élevée, il s’ensuit que l’exoplanète est certainement constituée de roches et dotée d’un noyau de fer particulièrement dense.

Cette super-Terre pourrait être la meilleure cible de futures observations destinées à étudier et caractériser son atmosphère, si elle existe. Deux des membres européens de l’équipe, Xavier Delfosse et Xavier Bonfils, chercheurs du CNRS à l’IPAG de Grenoble, France, concluent ainsi : “Le système LHS 1140 pourrait s’avérer être une cible plus importante encore que Proxima b ou TRAPPIST-1 pour la caractérisation à venir de planètes situées au sein de la zone habitable. Ce fut une année exceptionnelle en ce qui concerne les découvertes exoplanétaires !” [4,5].

En particulier, les prochaines observations effectuées au moyen du Télescope Spatial Hubble du consortium NASA/ESA permettront de déterminer avec précision la quantité de rayonnement qui frappe la surface de LHS 1140b, et donc de contraindre les conditions de vie sur cette exoplanète.

A l’avenir – lorsque de nouveaux télescopes tel que le Télescope Géant de l’ESO entreront en service, nous pourrons certainement observer plus en détail les atmosphères exoplanétaires. A ce titre, LHS 1140b constitue une cible de choix.

Notes

[1] La zone habitable se compose d’un ensemble d’orbites planétaires autour d’une étoile, garantes de températures compatibles avec l’existence d’eau liquide à la surface de la planète.

[2] La planète occupe actuellement la zone habitable, au sein de laquelle sont réunies les conditions de la vie telle que nous la connaissons. Toutefois, il est probable que la planète n’ait pénétré cette zone que quarante millions d’années après que la naine rouge se soit formée. Au cours de cette phase, l’exoplanète aurait été soumise à l’activité et au passé volatile de son étoile hôte. Une jeune naine rouge peut aisément éjecter l‘eau contenue au sein de l’atmosphère d’une planète en formation dans son environnement proche, générant ainsi un effet de serre semblable à celui se produisant sur Vénus.

[3] Cet effort a permis la détection d’autres événements transitoires par Mearth, et donc d’enterriner, une fois pour toutes, la détection de l’exoplanète.

[4] La planète qui entoure Proxima b (eso1629) se situe à bien plus grande proximité de la Terre. Toutefois, elle ne transite probablement pas devant son étoile, rendant ainsi plus difficile la détection de son éventuelle atmosphère.

[5] A la différence du système TRAPPIST-1 (eso1706), aucune aute exoplanète n’a été détectée autour de LHS 1140. Les systèmes multi-planétaires sont pourtant censés être légion autour des naines rouges. Il est possible que la petitesse de leur taille ait empêché la découverte d’autres exoplanètes autour de LHS 1140.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l’objet d’un article intitulé “A temperate rocky super-Earth transiting a nearby cool star”, par J. A. Dittmann et al. publié dans l’édition du 20 Avril 2017 de la revue Nature.

L’équipe est composée de Jason A. Dittmann (Centre d’Astrophysique d’Harvard Smithson, Etats-Unis), Jonathan M. Irwin (Centre d’Astrophysique d’Harvard Smithson, Etats-Unis), David Charbonneau (Centre d’Astrophysique d’Harvard Smithson, Etats-Unis), Xavier Bonfils (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble – Université Grenoble-Alpes/CNRS, France), Nicola Astudillo-Defru (Observatoire de Genève, Suisse), Raphaëlle D. Haywood (Centre d’Astrophysique d’Harvard Smithson, Etats-Unis), Zachory K. Berta-Thompson (Université du Colorado, Etats-Unis), Elisabeth R. Newton (MIT, Etats-Unis), Joseph E. Rodriguez (Centre d’Astrophysique d’Harvard Smithson, Etats-Unis), Jennifer G. Winters (Centre d’Astrophysique d’Harvard Smithson, Etats-Unis), Thiam-Guan Tan (Télescope de Suivi des Exoplanètes à Perth, Australie), José-Manuel Almenara (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble - Université Grenoble-Alpes/CNRS, France; Observatoire de Genève, Suisse), François Bouchy (Aix Marseille Université, France), Xavier Delfosse (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble – Université Grenoble-Alpes / CNRS, France), Thierry Forveille (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble – Université Grenoble-Alpes/CNRS, France), Christophe Lovis (Observatoire de Genève, Suisse), Felipe Murgas (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble – Université Grenoble-Alpes / CNRS, France; IAC, Espagne), Francesco Pepe (Observatoire de Genève, Suisse), Nuno C. Santos (Institut d’Astrophysique et des Sciences d’Espaço et Université de Porto, Portugal), Stephane Udry (Observatoire de Genève, Suisse), Anaël Wünsche (CNRS/IPAG, France), Gilbert A. Esquerdo (Centre d’Astrophysique d’Harvard Smithson, Etats-Unis), David W. Latham (Centre d’Astrophysique d’Harvard Smithson, Etats-Unis) et Courtney D. Dressing (Caltech, Etats-Unis).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope géant (ELT pour Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel.

Liens

• L’article dans Nature
• Photos de La Silla
• Plus informations sur HARPS

Contacts

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Courriel: jdittmann@cfa.harvard.edu

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Geneva Observatory - Université of Geneva
Geneva, Switzerland
Courriel: nicola.astudillo@unige.ch

Xavier Bonfils
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble – Université Grenoble-Alpes/CNRS
Grenoble, France
Courriel: xavier.bonfils@univ-grenoble-alpes.fr

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