Il y aurait des milliards de superterres ....

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Il y aurait des milliards de superterres ....

Message  Mantell le Mar 20 Nov - 19:45

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Il y aurait des milliards de superterres autour des naines rouges de la Voie lactée. Astrophysicien à l’institut de Planétologie et d’astrophysique de Grenoble, Xavier Delfosse avait répondu aux questions de Futura-Sciences dans un précédent article. Il nous explique plus en détail pourquoi lui et ses collègues sont aujourd'hui en mesure de l'affirmer.

Partez en quête de la vie dans l'univers

Selon de récentes estimations réalisées par un groupe d'astronomes, notre galaxie compterait des milliards de superterres. L'astrophysicien Xavier Delfosse revient plus en détail pour Futura-Sciences sur cette découverte dans cette seconde partie de son interview.

L'astrophysicien Xavier Delfosse. © Institut de Planétologie et d’astrophysique de Grenoble

Futura-Sciences : Avec vos collègues, vous avez découvert deux superterres dans la zone d’habitabilité autour d’une naine rouge, Gliese 667C c orbitant autour d’une étoile faisant partie d'un système triple, et Gliese 581d. Cela est-il vraiment suffisant pour affirmer qu’il existe des milliards de superterres de ce genre dans la Voie lactée ?

Xavier Delfosse : Cela peut paraître surprenant mais c’est pourtant vrai. D’abord, il faut savoir que la majorité des étoiles de la Galaxie sont des naines rouges dont la masse est inférieure à celle du Soleil. On estime qu’elles sont environ 160 milliards sur les 200 milliards d'étoiles dans la Voie lactée. Nos observations avec Harps ne nous assuraient la précision nécessaire pour détecter des exoplanètes telles que Gl581 d et Gl667 Cc qu'autour de 5 naines rouges. Il faut par exemple se rendre compte que pour détecter Gl667 Cc nous avons cumulé 60 à 70 heures d'observations (plus que l'équivalent d'une semaine du télescope de 3,6 m de l'ESO, qui est très demandé). Clairement nous ne pouvons consacrer autant de temps de télescope que pour un très petit nombre d'étoiles.

Détecter ces deux planètes dans ces conditions ne peut que vouloir dire qu'elles sont très nombreuses, même si les incertitudes sont encore grandes. Nous déterminons statistiquement qu'environ 41 % de ces étoiles possèdent une superterre dans la zone d’habitabilité. Cela représente des dizaines de milliards d’exoplanètes de ce type dans la Voie lactée et même en tenant compte des incertitudes de mesures, qui nous donnent un intervalle de 28 % à 95 %, le nombre exact de ces superterres est énorme.
Une comparaison des tailles de la Terre, Mars et Glièse 667C c. L'aspect probable de l'exoplanète a été simulé à l'ordinateur. Son atmosphère apparaît rouge du fait qu'elle est en orbite autour d'une naine rouge.
Une comparaison des tailles de la Terre, Mars et Gliese 667C c. L'aspect probable de l'exoplanète a été simulé à l'ordinateur. Son atmosphère apparaît rouge du fait qu'elle est en orbite autour d'une naine rouge. © Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo

Mais qui dit planète rocheuse dans une zone d’habitabilité ne veut pas forcément dire planète habitable. Les naines rouges sont de plus instables et sujettes à des éruptions importantes pendant une partie de leur existence. Elles ne semblent donc pas être favorables à l’apparition de la vie.

Xavier Delfosse : La composition de l’atmosphère d’une superterre est en effet un facteur d’une grande importance pour déterminer son habitabilité. C’est pourquoi sa connaissance est obligatoire. D’autres exemples de superterres dans cette zone devraient être découverts dans les années à venir. Mais ce seront les cas avec transit qui seront les plus attentivement étudiés car c’est de cette façon que l’on peut avoir des renseignements sur la composition chimique de l’atmosphère d’une exoplanète. Cette dernière n’absorbe pas la lumière de la même façon, à diverses couleurs, en fonction de sa nature.

Il est exact que les naines rouges de type M sont sujettes à de fortes éruptions génératrices, entre autres, de flots de rayons X ou ultraviolets. Mais c’est surtout pendant le premier milliard d’années de leur existence que l'activité de ces astres peut menacer l’habitabilité d’une superterre, en risquant de faire perdre l'eau de l'atmosphère de la planète. Mais cela va dépendre de la masse et de la magnétosphère de l’exoplanète, c'est-à-dire de son champ magnétique.

Des simulations complexes ont été menées par des équipes à travers le monde, elles semblent indiquer que pour des superterres assez massives et entourées d’un bouclier magnétique, les éruptions de leur étoile ne génèrent pas forcément une érosion de leur atmosphère qui conduirait à sa disparition ainsi que celles de l’eau de ses océans. Le Soleil lui-même a connu une jeune phase agitée similaire mais seulement pendant les 100 premiers millions d’années de son existence. Cela n’a pas empêché la vie d’apparaître sur Terre. Pour les planètes autour des naines rouges, seules les mesures que l'on pourra faire de leur atmosphère dans le futur nous donneront des indications réelles de la façon dont elles survivent, ou non, à cette phase très active.
Une vue d'artiste du James Webb space telescope. Il devrait pouvoir étudier l'atmosphère des superterres habitables pour permettre d'y chercher des biosignatures, des traces de formes de vie et en tous cas de la présence d'eau liquide sur ces exoplanètes.
Une vue d'artiste du James Webb space telescope. Il devrait pouvoir étudier l'atmosphère des superterres habitables pour permettre d'y chercher des biosignatures, des traces de formes de vie et en tous cas de la présence d'eau liquide sur ces exoplanètes. © Esa

Quand sera-t-on en mesure de faire l’analyse des atmosphères de ces superterres pour y trouver des biosignatures ?

Xavier Delfosse : Avec beaucoup de chance, on pourrait avoir des surprises en utilisant le Hubble Space Telescope dans les années à venir, étant donné que l’on commence maintenant à savoir où chercher. Mais on devra très probablement attendre la mise en orbite du James Webb Space Telescope (JWST) à l’horizon 2020. Pour le moment, si l’on sait que les exoplanètes sont légion dans la Voie lactée, que les superterres dans la zone d’habitabilité y sont très fréquentes (il pourrait y en avoir une centaine dans une sphère de 30 années-lumière de rayon autour du Système solaire), on ignore toujours quelle fraction d'entre elles possède effectivement de l'eau liquide à leur surface. Le JWST pourra faire des analyses des atmosphères de superterres dans la zone d'habitabilité et transitant devant leur étoile, il pourra notamment déterminer si l'eau est présente dans l'atmosphère.

Pour cela il nous faut trouver ces planètes transitant autour de leur étoile avant le lancement de JWST. Or seuls 2 à 3 % des superterres dans la zone d'habitabilité des naines rouges vont transiter, il nous faut alors établir un catalogue d'une centaine de ces planètes pour espérer en découvrir quelques-unes en transit. On ne va pas tarder à disposer d’un instrument plus performant pour partir à la chasse aux superterres autour des naines avec Spirou qui devrait être installé au CFHT en 2015. De mon point de vue son grand objectif est de découvrir cette centaine de superterres dans la zone d'habitabilité de naines rouges, des observations seront ensuite faites avec d'autres instruments pour trouver parmi celles-ci celles qui transitent.
Une comparaison du spectre des atmosphères de Vénus, la Terre et Mars dans l'infrarouge. La présence de grandes quantités de vapeur d'eau (H2O) et d'ozone O3 sur Terre contraste avec les atmosphères de Vénus et Mars dominées par la raie d'absorption du CO2
Une comparaison du spectre des atmosphères de Vénus, la Terre et Mars (de gauche à droite) dans l'infrarouge. La présence de grandes quantités de vapeur d'eau (H2O) et d'ozone (O3) sur Terre contraste avec les atmosphères de Vénus et Mars dominées par la raie d'absorption du CO2. © Esa Medialab

Des équipes continuent aussi à réfléchir sur une mission qui ressemblerait à celle un temps envisagée par l’Esa, baptisée Darwin. Cette mission permettrait une analyse des atmosphères de toutes les planètes, et pas seulement de celles transitant, cela agrandit énormément l'échantillon accessible. Le but est notamment de détecter des « biosignatures », c'est-à-dire des éléments de l'atmosphère produits par la vie (tout comme l'oxygène dans l'atmosphère terrestre est produite par la photosynthèse des plantes). Mais la technologie n’est pas encore prête.

Une chose est certaine, nous savons maintenant qu'il n’est plus nécessaire d’étudier un grand nombre d’étoiles de types variés pour trouver des superterres dans les zones d'habitabilité. Cela libère du temps d’observation, et ouvre des perspectives de constituer un grand échantillon de ces planètes que nous pourrons caractériser dans un futur proche.

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L'Homme est décidément un être curieux. Ignorant précisément ce qui a permis l'émergence de la vie sur Terre, le voilà déjà en train de se demander s'il existe d'autres êtres comme lui dans l'univers. S'armant des outils les plus modernes et exploitant toutes les pistes, les chercheurs se mettent en quête d'une trace de vie dans l'espace. De Mars aux exoplanètes, aucun indice ne doit échapper à l'œil de leurs télescopes, à leurs sondes ou aux rovers. Établirons-nous un jour le contact ? ...

Ref: Futura-Science.


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Re: Il y aurait des milliards de superterres ....

Message  Mantell le Mar 8 Jan - 20:40

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La Voie Lactée abriterait au moins 17 milliards de planètes de taille terrestre
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Publié le 08 janvier 2013 par Maxime Lambert
Notre galaxie compterait plus de 17 milliars de planètes dont la taille serait proche de celle de la Terre

Si l’on en croit une nouvelle estimation, au moins 17 milliards de planètes de taille terrestre se trouveraient dans notre galaxie, la Voie lactée. Toutes ne seraient pas habitables mais elles pourraient présenter des caractéristiques similaires à celles de notre planète.

Si de nouvelles planètes sont régulièrement découvertes par les astronomes, on est encore très loin de les avoir toutes identifiées ! Selon une nouvelle estimation basée sur une analyse des données recueillies par le télescope spatial américain Kepler, plus de 17 milliards de planètes de taille terrestre se trouveraient dans la Voie lactée. Avec une telle profusion de potentielles proches parentes, la probabilité de découvrir des planètes habitables augmente considérablement.

Néanmoins, certains critères doivent être réunis pour qu’une planète puisse être humainement habitable. La planète doit notamment être située dans la "zone habitable", c'est-à-dire à une distance suffisante de son étoile pour qu’il n’y fasse pas trop chaud (sans quoi l’eau s’évaporerait et la chaleur serait insoutenable), mais également à une distance suffisamment proche pour qu’il n’y fasse pas trop froid (dans ce cas l’eau gèlerait).

Au final, "au moins une étoile sur six dans la Voie Lactée aurait une planète de taille terrestre en orbite autour d'elle", estime François Fressin du Centre d'Astrophysique de l'Université de Harvard et principal auteur de la recherche publiée lundi aux Etats-Unis. Or, la galaxie contient environ 100 milliards d'étoiles, indique t-il. D'où le total impressionnant. Ces estimations ont pu être établies à partir des repérages que Kepler effectue dans les constellations du Cygne et de la Lyre auprès de 150.000 étoiles.

461 nouvelles planètes candidates

En effet, le télescope spatial détecte une exoplanète quand celle-ci passe devant son étoile et entraîne une baisse de luminosité à l'endroit où elle transite. Depuis qu'il a commencé son observation, Kepler a identifié plus de 2.700 exoplanètes potentielles orbitant autour de 2.036 étoiles. Un total qui vient d'ailleurs tout juste d'augmenter puisque le télescope a récemment découvert 461 nouvelles planètes candidates. Parmi elles, quatre mesurent un peu moins du double de la Terre et orbitent dans la fameuse "zone habitable" de leur étoile.

"Il n'y a pas de meilleur moyen de démarrer le début de la mission étendue de Kepler que de découvrir davantage d'avant-poste à la frontière de mondes potentiellement habitables", a expliqué Christopher Burke, du SETI Institute qui a conduit l'analyse menée entre mai 2009 et mars 2011. Les nouvelles données obtenues ont fait passer le nombre d'étoiles découvertes et possédant plus d'une planète candidate de 365 à 467. Aujourd'hui, 43% des planètes candidates semblent posséder des planètes voisines.

Toutefois, les scientifiques doivent confirmer l'existence de chaque planète candidate. Début 2012, 33 planètes découvertes par Kepler avaient été attestées comme existantes. Aujourd'hui, les scientifiques en sont à 105. Ceci a notamment permis de découvrir davantage de planètes semblables à la Terre. "La question n'est plus de savoir si nous trouverons une planète vraiment analogue à la Terre, mais de savoir quand", a ainsi indiqué Steve Howell, scientifique au Ames Research Center de la NASA.

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