Une équipe a découvert une planète semblable à Neptune dans la zone habitable d'un système d'étoiles binaires, soulignant le rôle important des scientifiques citoyens dans la détection d'exoplanètes à longues orbites et contribuant à notre compréhension des systèmes planétaires multi-étoiles. Interprétation artistique de TOI 4633 c, une exoplanète semblable à Neptune découverte en orbite autour de la zone habitable d'une étoile semblable au Soleil. Le système contient une deuxième étoile (à droite) et pourrait également héberger une autre exoplanète (à gauche). Crédit : Ed Bell pour la Simons Foundation
La planète nouvellement découverte, identifiée par des chasseurs de planètes bénévoles et confirmée par des scientifiques du Flatiron Institute et leurs collègues, possède une orbite exceptionnellement longue. Cette découverte fournit des informations précieuses sur la formation planétaire et la stabilité des systèmes multi-étoiles.
Des astronomes et des scientifiques citoyens ont identifié une planète dans la zone habitable d'un système stellaire unique qui comprend deux étoiles et peut-être une étoile supplémentaire. exoplanète.
Les chasseurs de planètes ont repéré le Neptune-planète semblable à la Terre lorsqu'elle est passée devant son étoile hôte, atténuant temporairement la lumière de l'étoile d'une manière similaire à une éclipse solaire sur Terre. Cette « méthode de transit » identifie généralement les planètes avec des orbites serrées, car elles sont plus susceptibles de suivre des trajectoires qui les placent entre la Terre et leur étoile hôte et, lorsqu'elles suivent de telles trajectoires, se déplacent plus fréquemment dans des positions bloquant la lumière. C'est pourquoi cette planète récemment découverte est considérée comme inhabituellement éloignée, la planète prenant 272 jours pour faire le tour de son étoile. De plus, l'étoile est désormais de loin la plus brillante connue pour accueillir une planète en transit dans la zone habitable où l'eau liquide peut exister.
Les observations de suivi du système ont révélé encore plus de particularités. L'étoile est également entourée par une deuxième planète dont l'orbite ne fait pas encore l'objet d'une confirmation, avec une durée de 34 jours, et, peut-être plus intéressant encore, par une autre étoile. Ce système unique fournit des données précieuses aux scientifiques qui tentent de comprendre comment les planètes se forment et restent sur des orbites stables dans les systèmes multi-étoiles. Les chercheurs présentent leurs découvertes le 30 avril à Le Journal d'astrophysique.
Une animation de ce à quoi pourrait ressembler la vue depuis la surface d'une planète semblable à Neptune récemment découverte. Crédit : Ed Bell pour la Simons Foundation
« Trouver des planètes dans des systèmes multi-étoiles est crucial pour notre compréhension de la manière dont on peut créer différentes planètes à partir du même matériau », explique Nora Eisner, auteure principale de l'étude et chercheuse au Centre d'astrophysique computationnelle du Flatiron Institute à New York.
Les systèmes d'étoiles et de planètes se forment lorsque des nuages de gaz et de poussière commencent à s'agglutiner. Lorsqu'une étoile se forme à côté d'une autre étoile, la paire peut former un système d'étoiles binaires. Comme on estime que les planètes ont deux fois moins de chances de se former dans un système d'étoiles binaires que dans un système d'étoiles simples, Eisner déclare : « C'est très excitant que nous ayons trouvé celui-ci. »
Contributions de la science citoyenne
La planète nouvellement découverte — officiellement appelée TOI 4633 c, mais surnommée Percival (d'après un personnage de la série de livres « Harry Potter ») par les scientifiques — a été identifiée pour la première fois par des scientifiques citoyens passant au crible les données collectées par NASASatellite d'étude des exoplanètes en transit (TESS). Le programme TESS Planet Hunters permet à toute personne disposant d'un ordinateur connecté à Internet de rechercher des planètes non découvertes dans les données TESS.
« Chaque fois que je repère un éventuel transit, je sens mon cœur battre plus vite et mon enthousiasme monter considérablement », explique Simon Bentzen, un citoyen scientifique danois qui travaille bénévolement avec Planet Hunters TESS depuis 2018. « Je suis très heureux d'avoir contribué à la découverte du nouveau système. J'espère que les nouvelles planètes pourront contribuer à notre compréhension de la formation des planètes et contribuer à répondre à d'autres questions planétaires intéressantes. »
Une infographie illustrant de nouvelles découvertes sur un système multi-étoiles et multi-planètes. Crédit : Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation
Les scientifiques citoyens aident les astronomes à trier les énormes ensembles de données, bien trop volumineux pour que les chercheurs puissent les analyser seuls. À ce jour, le projet a permis à plus de 43 000 volontaires de 90 pays de contribuer à cataloguer quelque 25 millions d'objets. Les scientifiques citoyens sont particulièrement utiles pour trouver des exoplanètes à orbite longue, car ces objets sont difficiles à identifier par les ordinateurs.
« Le cerveau humain a une capacité incroyable à reconnaître des modèles et à filtrer le bruit », explique Eisner, chercheur principal du projet Planet Hunters TESS. « Alors que nos algorithmes ont du mal à identifier ces planètes à longue période, les scientifiques citoyens n'y parviennent pas. »
Observations avancées et perspectives d'avenir
Après que 15 scientifiques citoyens eurent signalé la possible planète, Eisner et son équipe décidèrent d'y regarder de plus près. Une étude complémentaire de la vitesse radiale de l'étoile, qui recherchait de minuscules oscillations dans le mouvement de l'étoile révélant l'attraction gravitationnelle de compagnons proches, a révélé une seconde planète potentielle proche de l'étoile.
D'autres images et données d'archives ont révélé que ce que les scientifiques pensaient être une seule étoile était en fait deux. Les deux étoiles en coorbite sont actuellement trop proches l'une de l'autre pour être distinguées individuellement depuis notre point de vue sur Terre. Cependant, les observations d'archives de l'étoile recueillies au cours des 119 dernières années ont montré que le système est en fait une paire d'étoiles binaires.
La nouvelle exoplanète possède la deuxième orbite la plus longue de toutes les planètes découvertes grâce aux données TESS et est l'une des cinq seules à avoir des orbites de plus de 100 jours. « Cette planète est remarquable à bien des égards », déclare Eisner. « Elle est remarquable par son orbite, elle est remarquable par le fait qu'elle se trouve dans la zone habitable et elle est remarquable par le fait qu'elle tourne autour d'une étoile brillante. »
Bien que les scientifiques pensent que la planète se situe dans la zone habitable, ils ne la recommandent pas comme destination pour vos prochaines vacances interstellaires. TOI 4633 c n'a pas de surface solide et son atmosphère est probablement épaisse de vapeur d'eau, d'hydrogène et de méthane. Cependant, des études antérieures ont montré que les planètes à longue période sont plus susceptibles d'avoir des satellites ou des lunes, qui peuvent offrir des surfaces solides propices à l'installation de la vie.
« Si cette planète avait une lune, celle-ci aurait probablement une surface solide, ce qui pourrait alors être un endroit idéal pour trouver de l'eau », explique Eisner. À l'avenir, l'exoplanète pourrait être ciblée par des campagnes de détection d'exolunes, étant donné la luminosité du système et la longue orbite de la planète, deux éléments utiles pour la détection d'exolunes.
Les scientifiques sont impatients d’en savoir plus sur ce système, mais il faudra au moins 30 ans avant que les deux étoiles soient suffisamment éloignées pour qu’ils puissent déterminer la disposition exacte du système stellaire. Confirmer si les planètes gravitent autour de la même étoile ou d’étoiles différentes pourrait nous aider à mieux comprendre combien de temps ces systèmes peuvent rester stables. Cela pourrait également aider les scientifiques à faire de meilleures prévisions pour la découverte de nouvelles exoplanètes. En effet, près de la moitié de toutes les étoiles semblables au Soleil occupent des systèmes multi-étoiles.
« Si nous parvenions à déterminer l’orbite des planètes, cela constituerait un tremplin vers une meilleure compréhension de la formation des exoplanètes », explique Eisner. « Cela pourrait également nous aider un jour à pouvoir observer une étoile et ses propriétés et à faire des suppositions sur les planètes qui pourraient potentiellement orbiter dans ce système. »
Eisner encourage les personnes intéressées à faire du bénévolat avec Planet Hunters TESS à consulter le site Web du projet.
