Les exoplanètes – des plans qui étoient en orbite au-delà de notre système solaire – ont transformé notre compréhension de l'univers. Depuis la première découverte confirmée dans les années 1990, plus de 5 000 ont été identifiés, allant des géants du gaz torrides plus grands que Jupiter à des mondes rocheux de la Terre qui peuvent se situer dans la zone habitable de leurs étoiles.
Ces mondes extraterrestres se présentent en variétés étonnantes, avec des atmosphères bizarres, des températures extrêmes et des schémas orbitaux inattendus. L'étude des exoplanètes aide non seulement à sonder la diversité des systèmes planétaires, mais nous rapproche également de répondre à l'une des questions les plus anciennes de l'humanité: sommes-nous seuls dans l'univers?
Parmi les instruments chassant les exoplanètes, il y a Satellite (TESS) de la NASA en transit de la NASA, un observatoire spatial qui recherche ces mondes extraterrestres en surveillant la luminosité des étoiles. Lancé en 2018, Tess utilise la méthode de transit – détectant les minuscules creux de la lumière des étoiles qui se produisent lorsqu'une planète traverse devant son étoile hôte – pour identifier de nouveaux mondes au-delà de notre système solaire.
Contrairement à son prédécesseur Kepler, qui s'est concentré sur une tache de ciel étroite, Tess scanne presque tout le ciel, ciblant les étoiles lumineuses et proches qui facilitent les observations de suivi. Jusqu'à présent, Tess a découvert des milliers de candidats à la planète, y compris des mondes de la taille de la terre et potentiellement habitables, ce qui en fait une pierre angulaire dans la recherche de la vie au-delà de la Terre.
Une équipe d'astronomes dirigée par Tsubasa Umetani de la Tokyo Metropolitan University a commencé à explorer s'il pourrait être possible de détecter les anneaux autour des exoplanètes. Les tentatives antérieures ont impliqué des méthodes photométriques et spectroscopiques en analysant les distorsions de la courbe de lumière, les effets de diffusion, les anomalies spectrales et les changements de vitesse.
Les tentatives se sont cependant révélées peu concluantes. Leur détectabilité dépend de la taille, de l'inclinaison et de la composition de l'anneau, les anneaux glacés et inclinés étant plus faciles à repérer que les anneaux compacts et rocheux affectés par des forces de marée fortes.
Au lieu de cela, l'équipe se concentre sur la recherche de nouveaux candidats d'exoplanet anneaux à l'aide de données photométriques TESS, en se concentrant sur 308 planètes proches sélectionnées pour avoir des signaux de cycle potentiels au-dessus du niveau de bruit – cinq fois plus que dans les analyses précédentes.
L'équipe a développé un processus pour nettoyer les courbes lumineuses et a comparé les modèles de transit anneaux et sans anneaux pour détecter des caractéristiques de cycle subtiles. Leur approche comprend l'ajustement du modèle, le prétraitement des données et la comparaison avec les résultats KEPLER antérieurs, visant à affiner les méthodes de détection et à guider les recherches futures. Leur article est publié sur le arxiv serveur de préimprimée.
Ils ont identifié six systèmes d'exoplanet où les modèles anneaux s'adaptent mieux aux données que celles sans anneau, mais l'inspection visuelle n'a trouvé aucune preuve claire d'anneaux. Sur la base de ce résultat, l'équipe a fixé des limites supérieures sur la taille de la bague pour 125 objets d'intérêt Tess, concluant que les anneaux supérieurs à 1,8 fois le rayon de la planète sont rares, survenant dans moins de 2% des cas.
L'absence de détections peut être due à l'inclinaison des anneaux d'amortissement des forces de marée, en particulier dans les planètes à courte période. Cependant, les variations de la profondeur de transit à partir de la précession du cycle pourraient rendre les anneaux plus faciles à détecter dans des planètes à plus longue période. Les chercheurs mettent en évidence des cibles prometteuses Tess et Kepler et notent que les observations de Tess en cours et la future mission Platon amélioreront les futurs efforts de détection des anneaux.
Bien que la recherche d'exoplanètes annelée n'ait pas encore donné de découvertes définitives, des études comme celle-ci marquent une étape importante dans notre capacité à détecter et à comprendre des systèmes planétaires complexes au-delà des nôtres. À mesure que les techniques d'observation s'améliorent et que les missions comme TESS continuent de fournir des données de haute précision – à être complétées par la mission Plato de l'ESA – les chances de repérer des systèmes d'anneaux distants, peut-être même analogues à Saturne, se renforcent régulièrement.
