Communiqué de presse

De nouvelles observations de l'ESO révèlent une exoplanète rocheuse dont la masse correspond à la moitié de celle de Vénus.

5 août 2021

Une équipe d'astronomes a utilisé le Very Large Telescope de l'Observatoire Européen Austral (le VLT de l'ESO) au Chili pour apporter un nouvel éclairage sur les planètes autour d'une étoile proche, L 98-59, qui ressemblent à celles du système solaire interne. Parmi les découvertes, on trouve une planète ayant la moitié de la masse de Vénus - l'exoplanète la plus légère jamais mesurée à l'aide de la technique de la vitesse radiale - un monde océanique et une possible planète dans la zone habitable.

 

"La planète située dans la zone habitable peut avoir une atmosphère qui pourrait protéger et favoriser la vie", déclare María Rosa Zapatero Osorio, astronome au Centre d'astrobiologie de Madrid, en Espagne, et l'un des auteurs de l'étude publiée aujourd'hui dans Astronomy & Astrophysics.

Ces résultats constituent une étape importante dans la recherche de la vie sur des planètes de taille terrestre en dehors du système solaire. La détection de biosignatures sur une exoplanète dépend de la capacité à étudier son atmosphère, mais les télescopes actuels ne sont pas assez grands pour atteindre la résolution nécessaire à cette fin pour les petites planètes rocheuses. Le système planétaire nouvellement étudié, appelé L 98-59 d'après son étoile, est donc une cible captivante pour l’observation de l’atmosphère des exoplanètes dans le futur. Il est en orbite autour d'une étoile située à seulement 35 années-lumière et l'on sait maintenant qu'il abrite des planètes rocheuses, comme la Terre ou Vénus, qui sont suffisamment proches de l'étoile pour être chaudes.

Grâce à la contribution du VLT de l'ESO, l'équipe a pu déterminer que trois de ces planètes pourraient contenir de l'eau ou en avoir dans leur atmosphère. Les deux planètes les plus proches de l'étoile dans le système L 98-59 sont probablement sèches, mais pourraient contenir de petites quantités d'eau, tandis que jusqu'à 30 % de la masse de la troisième planète pourrait être constituée d'eau, ce qui en ferait un monde océanique.

En outre, l'équipe a trouvé des exoplanètes "cachées" qui n'avaient pas été repérées auparavant dans ce système planétaire. Ils ont découvert une quatrième planète et soupçonnent la présence d'une cinquième, dans une zone située à la bonne distance de l'étoile pour que de l'eau liquide existe à sa surface. "Nous avons des indices de la présence d'une planète tellurique dans la zone habitable de ce système", explique Olivier Demangeon, chercheur à l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço de l'Université de Porto au Portugal et auteur principal de la nouvelle étude.

L'étude représente une avancée technique, car les astronomes ont pu déterminer, à l'aide de la méthode des vitesses radiales, que la planète la plus intérieure du système a tout juste la moitié de la masse de Vénus. Cela en fait l'exoplanète la plus légère jamais mesurée à l'aide de cette technique, qui calcule l'oscillation de l'étoile causée par les minuscules tiraillements gravitationnels de ses planètes en orbite.

L'équipe a utilisé l'instrument ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) sur le VLT de l'ESO pour étudier L 98-59. "Sans la précision et la stabilité fournies par ESPRESSO, cette mesure n'aurait pas été possible", déclare María Rosa Zapatero Osorio. "C'est un pas en avant dans notre capacité à mesurer les masses des plus petites planètes au-delà du système solaire".

Les astronomes ont repéré pour la première fois trois des planètes de L 98-59 en 2019, grâce au satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA. Ce satellite utilise une technique appelée la méthode des transits pour trouver les planètes et mesurer leur taille (la méthode des transit étudie le déclin de la lumière provenant de l'étoile causé par le passage d'une planète devant celle-ci pour déduire les propriétés de la planète). Cependant, ce n'est qu'avec l'ajout des mesures de vitesse radiale effectuées avec ESPRESSO et son prédécesseur, l'instrument HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) au télescope de 3,6 mètres de l’observatoire de La Silla de l’ESO, qu’Olivier Demangeon et son équipe ont pu trouver des planètes supplémentaires et mesurer les masses et les rayons des trois premières. "Si nous voulons savoir de quoi est faite une planète, le minimum dont nous avons besoin est sa masse et son rayon", explique Olivier Demangeon.

L'équipe espère poursuivre l'étude du système avec le futur James Webb Space Telescope (JWST) de la NASA/ESA/CSA. L'Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO, en construction dans le désert chilien d'Atacama et qui devrait commencer ses observations en 2027, sera également idéal pour étudier ces planètes. "L'instrument HIRES sur l'ELT pourrait avoir la puissance nécessaire pour étudier les atmosphères de certaines des planètes du système L 98-59, complétant ainsi le JWST depuis le sol", explique Maria Rosa Zapatero Osorio.

"Ce système est précurseur de ce qui est à venir", ajoute Olivier Demangeon. "En tant que société, nous courons après les planètes terrestres depuis la naissance de l'astronomie et nous nous rapprochons enfin de plus en plus de la détection d'une planète terrestre dans la zone habitable de son étoile, dont nous pourrions étudier l'atmosphère."

Plus d'informations

 

Cette recherche a été présentée dans un article intitulé “A warm terrestrial planet with half the mass of Venus transiting a nearby star” publié dans Astronomy & Astrophysics.

L'équipe est composée d'Olivier D. S. Demangeon (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA/UPorto], Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal [CAUP] et Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portugal [FCUP]), de M. R. Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, Madrid, Espagne [CSIC-INTA]), Y. Alibert (Institut de Physique, Université de Berne, Suisse [Berne]), S. C. C. Barros (IA/UPorto, CAUP et FCUP), V. Adibekyan (IA/UPorto, CAUP et FCUP), H. M. Tabernero (IA/UPorto et CAUP), A. Antoniadis-Karnavas (IA/UPorto & FCUP), J. D. Camacho (IA/UPorto & FCUP), A. Suárez Mascareño (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Espagne [IAC] et Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife, Espagne [ULL]), M. Oshagh (IAC/ULL), G. Micela (INAF - Osservatorio Astronomico di Palermo, Palermo, Italie), S. G. Sousa (IA/UPortol & CAUP), C. Lovis (Observatoire de Genève, Université de Genève, Genève, Suisse [UNIGE]), F. A. Pepe (UNIGE), R. Rebolo (IAC/ULL & Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Espagne), S. Cristiani (INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste, Italie [INAF Trieste]), N. C. Santos (IA/UPorto, CAUP et FCUP), R. Allart (Département de Physique et Institut de Recherche sur les Exoplanètes, Université de Montréal, Canada et UNIGE), C. Allende Prieto (IAC/ULL), D. Bossini (IA/UPorto), F. Bouchy (UNIGE), A. Cabral (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal [IA/FCUL] et Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal), M. Damasso (INAF - Osservatorio Astrofisico di Torino, Italie [INAF Torino]), P. Di Marcantonio (INAF Trieste), V. D'Odorico (INAF Trieste & Institute for Fundamental Physics of the Universe, Trieste, Italie [IFPU]), D. Ehrenreich (UNIGE), J. Faria (IA/UPorto, CAUP and FCUP), P. Figueira (European Southern Observatory, Santiago du Chili, Chili [ESO-Chile] et IA/UPorto), R. Génova Santos (IAC/ULL), J. Haldemann (Berne), J. I. González Hernández (IAC/ULL), B. Lavie (UNIGE), J. Lillo-Box (CSIC-INTA), G. Lo Curto (European Southern Observatory, Garching bei München, Germany [ESO]), C. J. A. P. Martins (IA/UPorto et CAUP), D. Mégevand (UNIGE), A. Mehner (ESO-Chile), P. Molaro (INAF Trieste et IFPU), N. J. Nunes (IA/FCUL), E. Pallé (IAC/ULL), L. Pasquini (ESO), E. Poretti (Fundación G. Galilei - INAF Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Espagne et INAF - Osservatorio Astronomico di Brera, Italie), A. Sozzetti (INAF Torino), et S. Udry (UNIGE).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 16 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l’Irlande, l'Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est l'un des plus grands télescopes conçus exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope géant (ELT pour Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

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Contacts

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Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tél: +351 226 089 855
Courriel: olivier.demangeon@astro.up.pt

María Rosa Zapatero Osorio
Chair of the “Atmospheric Characterisation” working group of the ESPRESSO science team at Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tél: +34 9 15 20 64 27
Courriel: mosorio@cab.inta-csic.es

Nuno Santos
Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
Courriel: nuno.santos@astro.up.pt

François Bouchy
Member of the “Transiting planets” working group of the ESPRESSO science team at Université de Genève
Genève, Switzerland
Tél: +41 22 379 24 60
Courriel: Francois.Bouchy@unige.ch

Alejandro Suárez Mascareño
Instituto de Astrofísica de Canarias
Tenerife, Spain
Tél: +34 658 778 954
Courriel: asm@iac.es

Mario Damasso
INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino
Turin, Italy
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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso2112.