Une carte tridimensionnelle des étoiles proches du Soleil qui sont suffisamment proches de la Terre pour que les planètes dans leurs zones habitables puissent être photographiées directement à l'aide de futurs télescopes, ainsi qu'une illustration d'artiste d'un tel système. De nouvelles recherches ont utilisé des données de rayons X pour évaluer l'habitabilité des exoplanètes en étudiant les niveaux de rayonnement, qui pourraient affecter leur atmosphère. Ces données sont cruciales pour orienter les futurs télescopes qui visent à photographier des planètes semblables à la Terre. Crédit : Cal Poly Pomona/B. Binder ; NASA/CXC/M.Weiss
Grâce à une carte stellaire en 3D, les chercheurs analysent comment les étoiles proches pourraient impacter l'atmosphère de leurs planètes avec des rayons X, aidant ainsi à guider la recherche d'exoplanètes habitables par les futurs télescopes.
- Les observations aux rayons X d’étoiles proches aident les astronomes à identifier les meilleures cibles pour rechercher des exoplanètes présentant des conditions propices à la vie.
- De telles planètes pourraient être directement photographiées lors de recherches avec une future génération de télescopes.
- Les radiations nocives provenant d’une étoile sous forme de rayons X et d’ultraviolets pourraient endommager, voire détruire, l’atmosphère d’une planète.
- Les chercheurs ont utilisé NASAL'observatoire à rayons X Chandra de l'ESA et le XMM-Newton de l'ESA observeront 57 exoplanètes.
Sur la gauche de l'image ci-dessus, un graphique montre une carte tridimensionnelle des étoiles proches du Soleil. (Voir la vue détaillée ci-dessous.) Ces étoiles sont suffisamment proches pour être des cibles de choix pour des recherches d'imagerie directe de planètes à l'aide de futurs télescopes. Les halos bleus représentent les étoiles qui ont été observées avec l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA et le XMM-Newton de l'ESA. L'étoile jaune au centre de ce diagramme représente la position du Soleil. Les anneaux concentriques indiquent les distances de 5, 10 et 15 parsecs (un parsec). parsec équivaut à environ 3,2 années-lumière).
Les astronomes utilisent ces données de rayons X pour déterminer dans quelle mesure les exoplanètes peuvent être habitables en fonction du rayonnement mortel qu'elles reçoivent des étoiles autour desquelles elles gravitent. Ce type de recherche contribuera à guider les observations avec la prochaine génération de télescopes visant à réaliser les premières images de planètes comme la Terre.
Les chercheurs ont examiné des étoiles suffisamment proches de la Terre pour que les télescopes qui devraient commencer à fonctionner dans les dix ou vingt prochaines années – notamment l'Observatoire des mondes habitables dans l'espace et les télescopes Extremely Large Telescopes au sol – puissent prendre des images des planètes situées dans les zones dites habitables de ces étoiles. Ce terme définit les orbites où les planètes pourraient avoir de l'eau liquide à leur surface.
Illustration d'artiste d'une planète dans la zone habitable d'une étoile. Les planètes situées dans la zone habitable de leur étoile ont probablement de l'eau liquide à leur surface. Crédit : Cal Poly Pomona/B. Binder
Plusieurs facteurs influencent ce qui pourrait rendre une planète propice à la vie telle que nous la connaissons. L'un de ces facteurs est la quantité de rayons X et de lumière ultraviolette nocifs qu'elle reçoit, qui peuvent endommager, voire détruire, l'atmosphère de la planète.
En se basant sur les observations aux rayons X de certaines de ces étoiles à l’aide des données de Chandra et de XMM-Newton, l’équipe de recherche a examiné quelles étoiles pourraient avoir des conditions propices à la formation et à la prospérité de la vie sur les planètes en orbite. Ils ont étudié la luminosité des étoiles en rayons X, l’énergie de ces rayons et la quantité et la rapidité des variations de leur émission de rayons X, par exemple en raison d’éruptions. Des rayons X plus brillants et plus énergétiques peuvent causer plus de dommages à l’atmosphère des planètes en orbite.
Les chercheurs ont utilisé près de 10 jours d'observations de Chandra et environ 26 jours d'observations de XMM, disponibles dans les archives, pour examiner le comportement des rayons X de 57 étoiles proches, dont certaines abritent des planètes connues. La plupart d'entre elles sont des planètes géantes comme Jupiter, Saturneou Neptunealors que seule une poignée de planètes ou de planètes candidates pourraient être moins de deux fois plus massives que la Terre.
Une carte tridimensionnelle des étoiles proches du Soleil qui sont suffisamment proches de la Terre pour que les planètes dans leurs zones habitables puissent être directement photographiées à l'aide de futurs télescopes. Les planètes dans les zones habitables de leurs étoiles ont probablement de l'eau liquide à leur surface. Une étude réalisée par Chandra et XMM-Newton sur certaines de ces étoiles (représentées dans des halos bleus) indique celles qui auraient le plus de chances d'avoir des exoplanètes habitables autour d'elles en fonction d'une deuxième condition : si elles reçoivent ou non des radiations mortelles des étoiles autour desquelles elles orbitent. Crédit : Cal Poly Pomona/B. Binder ; NASA/CXC/M.Weiss
Ces résultats ont été présentés lors de la 244e réunion de l'American Astronomical Society à Madison, Wisconsin, par Breanna Binder (California State Polytechnic University à Pomona).
Le centre de vol spatial Marshall de la NASA gère le programme Chandra. Le centre de rayons X Chandra de l'observatoire astrophysique Smithsonian contrôle les activités scientifiques depuis Cambridge, dans le Massachusetts, et les opérations de vol depuis Burlington, dans le Massachusetts.
