Représentation artistique d'une variété d'exoplanètes présentées dans le nouveau catalogue de masse de l'enquête TESS-Keck de la NASA, la plus grande analyse homogène des planètes TESS publiée jusqu'à présent par une enquête. Crédit : Observatoire WM Keck/Adam Makarenko
Un effort collaboratif international a produit un catalogue détaillant 126 exoplanètes (120 confirmées, 6 candidates) en utilisant TESS et les données de l'observatoire Keck, élargissant ainsi la connaissance de leurs divers types et de leur potentiel à héberger la vie.
Une équipe internationale de scientifiques, avec la contribution significative d'astronomes de l'Institut d'astronomie de l'Université d'Hawaï (IfA), a publié un nouveau catalogue comprenant 120 exoplanètes confirmées et six nouvelles exoplanètes candidates. Ces découvertes ont été faites grâce à NASALe satellite d'étude des exoplanètes en transit (TESS), en partenariat avec l'observatoire WM Keck sur Maunakea, Hawaï.
Grâce au catalogue de masse de l'enquête TESS-Keck, les astronomes disposent désormais d'une nouvelle base de données pour explorer les derniers mondes découverts par TESS, leur ouvrant la voie à l'étude de leurs propriétés et de leurs environnements de manière plus détaillée, en particulier les planètes qui pourraient abriter la vie telle que nous la connaissons.
La dernière édition de l'étude, dont l'Université de Harvard est un partenaire majeur, fournit des milliers d'observations de vitesse radiale (RV) – une mesure du mouvement réflexe d'une étoile dû à la gravité d'une planète en orbite. Ces observations révèlent un mélange fascinant de types de planètes au-delà de notre système solaire, depuis des mondes rares aux environnements extrêmes jusqu'à ceux qui pourraient éventuellement abriter la vie.
L'étude est publiée dans Le Journal d'astrophysique Supplément.
Représentation artistique de TOI-1798, un système planétaire qui abrite deux planètes. Le nouveau catalogue de masse de l'enquête TESS-Keck montre que la planète extérieure est une sous-Neptune avec une période orbitale de huit jours ; la planète intérieure est une étrange super-Terre qui orbite si près de son étoile qu'une année sur ce monde extraterrestre ne dure qu'une demi-journée terrestre. Crédit : Observatoire WM Keck/Adam Makarenko
« L’étude TESS-Keck démontre le rôle très important des observations au sol pour faire progresser notre compréhension de l’Univers et, dans ce cas, des planètes extérieures à notre système », a déclaré Dan Huber, astronome associé à l’IfA, co-auteur de l’étude et co-chercheur principal de l’étude TESS-Keck. « Les télescopes spatiaux comme TESS peuvent nous renseigner sur la taille des planètes, mais les observations de suivi telles que celles obtenues avec Keck fournissent des mesures de masse qui sont nécessaires pour en savoir plus sur la composition de ces planètes. »
Des informations sur le terrain
Huber et son collègue astronome de l'IfA Fei Dai, ainsi que l'ancienne élève de l'IfA Ashley Chontos, se sont associés à une équipe mondiale d'astronomes pour développer le nouveau exoplanète Le catalogue, qui a recueilli les données planétaires du TESS et analysé 9 204 mesures RV, a été réalisé au cours de 301 nuits d'observation à l'aide du spectromètre de recherche de planètes de l'observatoire Keck.
Des exoplanètes de la taille de Jupiter à celles de Saturne, en passant par des planètes semblables à Neptune, des sous-Neptunes et des planètes rocheuses semblables à la Terre, cette représentation d'artiste représente les exoplanètes détectées par TESS puis caractérisées par les observatoires WM Keck et Lick. Toutes sont présentées dans un catalogue récemment publié dans le cadre de l'enquête TESS-Keck. Crédit : Observatoire WM Keck/Adam Makarenko
« Les résultats obtenus par l’étude TESS-Keck représentent la plus grande contribution à la compréhension de la nature physique et de l’architecture des systèmes des nouvelles planètes découvertes par TESS », a déclaré Alex Polanski, étudiant diplômé en physique et en astronomie à l’Université du Kansas et auteur principal de l’étude. « Des catalogues comme celui-ci aident les astronomes à placer les mondes individuels dans leur contexte par rapport au reste de la population d’exoplanètes. »
L'équipe a également obtenu des vitesses radiales supplémentaires en utilisant le chercheur automatique de planètes des observatoires de l'Université de Californie à l'observatoire Lick.
En combinant tous les RV, ils ont pu calculer les masses de 120 planètes confirmées et de six planètes candidates.
À la découverte de mondes extraterrestres
L'étude TESS-Keck a révélé une grande diversité de mondes exotiques. Les astronomes de l'Université de Pennsylvanie se sont concentrés sur les planètes en orbite autour d'étoiles dites sous-géantes, de futures versions du Soleil. Dans un article complémentaire, Chontos, un ancien étudiant diplômé de l'IfA qui est maintenant chercheur postdoctoral à Princeton, a dirigé la plus grande étude homogène de ces planètes à ce jour.
Représentation artistique de TOI-1824, un système stellaire doté d'une exoplanète inhabituellement dense pour sa taille. Il s'agit de l'une des sous-planètes les plus denses décrites dans le catalogue TESS-Keck Survey récemment publié. Crédit : Observatoire WM Keck/Adam Makarenko
« Le Soleil finira par se développer et devenir une étoile géante après avoir fusionné tout l’hydrogène de son noyau », a déclaré Chontos. « Nous avons quelques idées sur ce qui pourrait arriver aux planètes de notre système solaire, mais en observant directement ces systèmes plus évolués, nous pouvons commencer à assembler les pièces du puzzle et à relier les observations à la théorie. »
Les résultats de cette étude pourraient permettre de prédire le sort futur de notre planète lorsque le Soleil gonflera et engloutira peut-être la Terre. En particulier, cette étude fait le lien avec d’autres systèmes qui ont survécu d’une manière ou d’une autre à ce sort ou qui sont actuellement en train d’être engloutis.
Dans un autre exemple de mondes extrêmes, Dai et Ryan Rubenzahl, étudiant à Caltech, ont découvert la plus grande planète rocheuse jamais découverte (TOI-1347 b). Leurs travaux suggèrent que les planètes à surface rocheuse comme la Terre ne peuvent probablement pas avoir une masse supérieure à 10 fois celle de la Terre. Une planète plus grande accrèterait presque certainement une épaisse enveloppe de gaz plus légers (tels que l'hydrogène et l'hélium) à partir de son disque gazeux naissant, et produirait ainsi des planètes plus semblables aux géantes glacées ou gazeuses de notre système solaire.
