La Nasa a présenté hier, lors d'une conférence de presse, « le catalogue le plus complet et détaillé » de planètes découvertes au-delà de notre Système solaire par Kepler lors de sa mission initiale, de 2009 à 2013. Au cours de cette période, le satellite traquait les éventuelles baisses de luminositéluminosité de quelque 150.000 étoiles de notre galaxie, en direction de la constellation du Cygne, afin d'épingler des exoplanètesexoplanètes lors de leur transit (c'est-à-dire leur passage devant l'étoile).

L'équipe scientifique a annoncé l'ajout de 219 candidates, ce qui porteporte à présent leur nombre à 4.034 (2.335 d'entre elles ont été vérifiées et confirmées). Parmi celles découvertes récemment, figure un certain nombre de planètes rocheusesplanètes rocheuses, dont 10 sont d'une taille proche de celle de la Terre et, en plus (c'est une bonne nouvelle), elles sont en orbiteorbite dans la zone tempérée de leur soleilsoleil. Voici donc dix nouvelles candidates pour la recherche de la vie ailleurs. La Nasa indique qu'au total, sur les 50 exoplanètes de taille terrestre répertoriées, 30 ont déjà été vérifiées.

Mais ce n'est pas tout. Grâce aux données collectées par le satellite, grand chasseur d'exoplanètes, les chercheurs disposent à présent d'une première vision d'ensemble de la diversité des planètes dans la Voie lactéeVoie lactée. « Le catalogue final de Kepler servira de base à une étude plus approfondie pour déterminer la prévalenceprévalence et la démographie des planètes dans la galaxie », indique l'Agence spatiale. Combien la Terre a-t-elle de sœurs jumelles ? Quelle est la récurrence des géantes gazeusesgéantes gazeuses comme JupiterJupiter ? Voilà autant de questions cruciales pour orienter les futures recherches. « Comprendre leur fréquencefréquence dans la galaxie aidera à déterminer la conception des futures missions de la Nasa visant à imager directement une autre Terre », explique Mario Perez, membre de l'équipe.

Plus de la moitié des petites planètes épinglées par Kepler ont des tailles qui se rapprochent de celle de Neptune. © Nasa, JPL-Caltech

Deux types de petites planètes mis en évidence

La huitième mouture du catalogue de Kepler, passée au crible par des chercheurs avec une méthode qui leur a permis d'écarter les faux positifs, met en lumièrelumière deux groupes distincts de « petites planètespetites planètes ». Il y a, d'une part, les rocheuses plus ou moins comme la Terre ou un peu plus grosses, comme les superterressuperterres, et, d'autre part, celles qui ont des tailles qui se rapprochent de celle de NeptuneNeptune (des mini-Neptune). Et entre les deux ? Les astronomesastronomes n'ont trouvé que très peu de cas.

L'équipe a choisi 2.000 planètes dans la base de donnéesbase de données de Kepler pour ensuite mesurer leurs rayons avec la plus grande précision possible, à l'observatoire W. M. KeckKeck, à Hawaï. La tendance qui s'en dégage est que ces mondes rocheux ont globalement des tailles pouvant atteindre jusqu'à 75 % de plus que celle de la Terre. Toutefois, environ la moitié d'entre elles sont comme gonflées et boursouflées (les chercheurs ne comprennent pas encore pourquoi) par d'épaisses atmosphèresatmosphères d'hydrogènehydrogène et d'héliumhélium, si bien que leurs dimensions se rapprochent beaucoup plus de celles de Neptune.

En somme, il apparaît dans ce premier tableau brossé par Kepler qu'environ la moitié des planètes connues n'ont pas de surfaces propices à l'apparition de la vie telle que nous la connaissons.

Kepler découvre plus de 100 nouvelles exoplanètes

Article de Xavier DemeersmanXavier Demeersman publié le 21/07/2016

La chasse aux exoplanètes menée avec le satellite Kepler continue d'être fructueuse. Dans le cadre de la mission K2K2, 104 nouveaux mondes viennent d'être ajoutés, après confirmations avec des télescopestélescopes terrestres. Un système de quatre planètes rocheuses a été débusqué, à seulement 181 années-lumièreannées-lumière de chez nous.

Deux ans après que le cap des 1.000 exoplanètes découvertes a été franchi, leur nombre a été multiplié par trois. Le 20 juillet 2016, la Nasa en recensait 3.368 (3.476 pour le catalogue Exoplanet.eu). La grande majorité, 79 %, ont été débusquées par transittransit grâce à Kepler. Une méthode plutôt efficace qui permet de repérer les planètes -- quand elles sont alignées avec le télescope -- lorsqu'elles passent devant leur étoile. C'est la baisse de luminosité de celle-ci qui les trahit.

La chasse fut très bonne pour Kepler au cours de sa première campagne d'investigation, entre 2009 et 2013, où plus de 150.000 étoiles furent surveillées à travers une fenêtrefenêtre du ciel boréal en direction de la Lyre et du Cygne. Cette quête est encore loin d'être terminée. D'une part parce que quelque 2.500 candidates attendent encore d'être vérifiées. Et d'autre part parce que, sauvé d'un incident technique qui aurait pu le contraindre à abandonner définitivement l'aventure, le satellite a entamé une nouvelle carrière -- baptisée K2 -- et en a déjà plein sa besace.

104 nouvelles proies, sur 197 candidats (il y a 30 faux positifs et 63 cas ne sont pas encore confirmés), viennent en effet de s'ajouter à la collection. Différence avec sa mission initiale : les étoiles épiées sont en direction des constellations du zodiaquezodiaque, c'est-à-dire dans le plan de l'orbite de la Terre autour du Soleil (l'écliptiqueécliptique). Pour les chercheurs, cette région du ciel présente l'avantage de permettre des observations complémentaires depuis les grands observatoires terrestresobservatoires terrestres basés dans les deux hémisphères (beaucoup sont à Hawaï et au Chili).

Et puisque le satellite couvre un plus large champ de recherche, les découvertes de naines rougesnaines rouges -- fraction la plus importante de la population stellaire de la Galaxie -- se multiplient. « La mission K2 nous permet d'augmenter le nombre de petites étoiles rouges par un facteur 20, ce qui accroît de manière significative le nombre de "stars" astronomiques qui représentent les meilleurs systèmes pour une étude plus approfondie » résume Ian Crossfield, jeune chercheur au Laboratoire lunaire et planétaire de l'université d'Arizona et principal auteur de l'étude publiée dans The Astrophysical Journal Supplement Series (disponible sur arXiv).

Photo montage où figurent au premier plan les observatoires au sommet du Mauna Kea à Hawaï, le satellite Kepler superposé au ciel étoilé. Les champs de K2, le long de l’écliptique, sont délimités en jaune et les points jaunes indiquent les exoplanètes confirmées. © Karen Teramura (UHIfA), Miloslav Druckmüller, Shadia Habbal, Nasa

Le cas intéressant du système planétaire K2-72

Pour corroborer les prises de K2 et inférer certaines de leurs propriétés physiquesphysiques, les chercheurs ont bénéficié du soutien de grands télescopes au sol tels que Gemini-North et Keck (Hawaï), les Automated Planet Finder de l'université de Californie (observatoire Lick sur le mont Hamilton, Californie) et le Large Binocular Telescope (Arizona). Les auteurs montrent qu'ils ont mis en œuvre une stratégie efficace pour valider les candidates (15 à 30 % de faux positifs). C'est un bon tremplin vers les prochaines missions qui viseront à caractériser l'atmosphère des exoplanètes. « Cette liste abondante d'exoplanètes de la mission K2 souligne le fait que l'examen ciblé des étoiles brillantes et des étoiles voisines le long de l'écliptique fournit de nombreuses nouvelles planètes intéressantes », remarque Steve Howell, de l'équipe scientifique de K2.

Parmi les 104 exoplanètes validées dans 57 systèmes, ce sont celles qui gravitent autour de la naine rouge K2-72, dans la constellation du Verseau, à 181 années-lumière (seulement) de nous, qui retiennent le plus l'attention des chercheurs. Elles sont quatre et toutes rocheuses, arborant des tailles entre 20 et 50 % supérieures à celles de la Terre.

Leurs périodes orbitalespériodes orbitales autour de cette étoile deux fois plus petite que le Soleil vont de 5,5 à 24 jours. Elles sont donc assez proches de leur soleil en comparaison avec notre système planétaire (plus proches que MercureMercure), mais cela n'enlève pas la possibilité pour deux d'entre elles, d'avoir de l'eau à l'état liquideétat liquide à leur surface, voire de pouvoir accueillir de la vie. L'énergieénergie qu'elles reçoivent de leur étoile en font des mondes potentiellement habitables (ces naines rouges peuvent toutefois être redoutables), ni trop chaud ni trop froid. Selon les auteurs, K2-72c, où l'année dure 15 jours, serait 10 % plus chaude que la Terre et K2-72e, dont l'orbite est de 24 jours, serait, 6 % plus froide.

À ceux-ci s'ajoutent trois autres cas habitables été identifiés dans d'autres systèmes. Tous constituent de bons candidats pour les prochaines missions TESS (Transiting Exoplanet Survey SatelliteTransiting Exoplanet Survey Satellite) et JWSTJWST, le futur télescope spatialtélescope spatial James Webb.

Retrouvez les 3.400 exoplanètes découvertes (et à venir) dans les applicationsapplications Exoplanet (iOSiOS et MacMac OS) et Exo Planètes Explorateur 3D (AndroidAndroid). Nombreuses animations et informations sont fournies dans ces atlas interactifsinteractifs à travers la Galaxie. La Nasa nous propose aussi d'explorer plusieurs exoplanètes étranges en 3D.