17 juin 2015  -  17h00 TU

 

Première découverte d'une planète rocheuse extrasolaire de la taille de Mars

 
Une planète extrasolaire de masse et de dimensions comparables à la planète Mars a été découverte à quelque 200 années-lumière, dans la constellation de la Lyre.

C'est en utilisant un procédé novateur se basant sur l'observation des perturbations orbitales d'autres planètes tournant autour d'une étoile que les scientifiques de la mission Kepler ont réussi à déterminer la masse, le diamètre et l'orbite de cette planète, dénommée Kepler 138b. Ce véritable exploit équivaut à détecter un objet de la taille d'un scarabée à la surface de la Lune…

Incontestablement la plus petite des exoplanètes jamais découvertes, Kepler 138b tourne autour d'une naine rouge de 0,57 masse solaire, visible depuis l'hémisphère nord, dans la constellation de la Lyre. "Nous avons été en mesure de déterminer à la fois la taille et la masse de cette planète", annonce Jason Rowe, l'un des membres de l'équipe de la mission Kepler, aussi en charge du programme de recherche de vie extraterrestre SETI. "Par conséquent, nous avons pu caractériser sa densité moyenne, et nous constatons qu'elle ressemble très fort à la planète Mars de notre propre système solaire".

Les planètes extrasolaires sont très diversifiées, note Rowe. "Elles se présentent sous toutes les tailles et de toutes les masses. Certaines sont des sphères rocheuses comme Vénus, la Terre et Mars, mais d'autres ne sont que d'énormes bulles de gaz. Il est intéressant de constater qu'au moins dans le cas présent, une planète de la taille de Mars peut exister ailleurs".

Technologie novatrice

La technologie utilisée pour découvrir Kepler 138b nous ramène à la découverte historique de Neptune. Au début du 19ème siècle, l'observation minutieuse de la planète Uranus avaient montré de légères irrégularités dans ses mouvements orbitaux. Les astronomes de l'époque avaient pressenti que ceux-ci pourraient être induits par la présence d'une autre planète encore plus lointaine. Cette planète, qui a finalement été découverte en 1846, était Neptune.

Dans le cas présent, les données transmises par le télescope spatial Kepler avaient permis de déterminer que l'étoile centrale, baptisée Kepler 138, était entourée de trois planètes. Pour cela, la méthode du transit avait été utilisée, consistant à étudier la brève variation d'éclat induite par une planète traversant le disque de son étoile. Les deux planètes les plus éloignées, de diamètres similaires valant environ 1,61 diamètre terrestre, sont cependant très diférentes dans leur composition, puisque leurs densités sont de 3,8 et 1,0 respectivement pour Kepler 138c et Kepler 138d, cette dernière étant probablement gazeuse. La plus proche cependant, de 0,45 diamètre terrestre, était de composition inconnue.

De nouvelles observations, beaucoup plus précises, ont pu mettre en évidence une légère irrégularité du passage des deux planètes extérieures, Kepler 138c et d. Une variation de l'ordre de seulement une heure, en plus ou en moins (sur une période orbitale de 13 et 23 jours)… Or ce manque de ponctualité, inadmissible en mécanique céleste, ne pouvait être dû qu'à une perturbation induite par la première planète, la plus proche de l'étoile, Kepler 138b, qui tourne autour de son étoile en 10,31 jours.

Dès lors, une simple application des lois de Newton permettait de calculer la masse de Kepler 138b, dont le diamètre était déjà connu. Et ce rapport entre masse et dimension indique pour la planète une densité de l'ordre de 3,9, typique d'un monde rocheux, confirmant ainsi sa nature tellurique et sa ressemblance avec Mars.

Peu hospitalière...

Kepler 138b a beau être similaire à la Planète rouge de notre propre Système solaire, son environnement semble peu propice au développement de la vie telle que nous la connaissons. Proche de son étoile, et bien que celle-ci ne soit qu'une naine rouge plus froide que notre Soleil, sa température de surface doit être de 125 à 225°C, celle d'un honnête four de cuisine bien terrestre. Il est cependant possible - et même probable, statistiquement parlant - que sa rotation soit synchrone avec son étoile, c'est-à-dire qu'elle lui présenterait toujours la même face, ce qui exacerbe alors les températures extrêmes.

Jean Etienne

Sources :

Discovery of a Mars-size world uses tug-of-war technique (à paraître dans Nature, 17 juin 2015).
Discovery of a Mars-size world uses tug-of-war technique (SETI, 17 juin 2015).
Les chercheurs de l'Ames Research Center de la NASA, la Penn State University et l'Université de Chicago ont également participé à ce travail.

Voir aussi :

La découverte de petites exoterres est imminente.

 

 

 
Comparaison de la taille de la Terre (à gauche) et de Mars (à droite), à laquelle devrait ressembler Kepler 138b. Crédit Nasa.
 

 

 
 
 

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