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Découverte d’une “super-Terre” presque aussi vieille que l’Univers

Des astronomes de l’Université de Californie à Riverside ont découvert trois exoplanètes en orbite autour de l’étoile TOI-561, une naine orange située à 280 Années lumière, l’une des plus anciennes stars de la nôtre galaxie. L’une de ces exoplanètes, appelée TOI-561 b, est de type tellurique et 1,5 fois la taille de la Terre. Tournez autour de son étoile en moins d’une demi-journée!

Les planètes de type Super-Terre intéressent les scientifiques en raison de leur habitabilité potentielle. Cependant, même si cette exoplanète est rocheuse, sa période orbitale relativement courte suggère qu’elle est trop proche de son étoile pour accueillir la vie: la température à sa surface devrait être d’environ 2480 K, et un océan de magma est sans aucun doute assis. du côté exposé à la lumière des étoiles.

Le système TOI-561, cependant, mérite toute l’attention des astronomes, car il est l’un des plus anciens jamais observés. Son âge est estimé à environ 10 milliards d’années, juste plus jeune que l’Univers. À titre de comparaison, notre système solaire a environ 4,5 milliards d’années. Par conséquent, les scientifiques ont des preuves que les exoplanètes rocheuses peuvent rester stables pendant longtemps.

Une super-Terre trois fois plus massive

Les trois planètes, nommées TOI-561 b, TOI-561 c et TOI-561 d, ont été identifiées grâce au Enquête satellite sur une exoplanète en transit (TESS), un télescope spatial de la NASA lancé en 2018, dédié à la recherche d’exoplanètes à proximité. La machine détecte la présence d’exoplanètes grâce à la méthode dite de transit; le principe est d’observer une étoile et de détecter d’éventuelles variations de luminosité suggérant qu’une planète passe devant (entre l’instrument d’observation et l’étoile).

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À partir des données recueillies, les astronomes ont pu déterminer les périodes orbitales et les tailles des trois exoplanètes détectées. Le plus extérieur, TOI-561 d, est environ 2,3 fois la taille de la Terre; sa période orbitale est estimée à 16,3 jours. La plus grande planète TOI-561 c fait 2,9 fois la taille de la Terre; sa période orbitale est de 10,8 jours. Enfin, le TOI-561 b est estimé à 1,45 fois celui de la Terre, et cette planète entoure son étoile en un peu plus de 10,5 heures.

En mesurant les vitesses radiales de chacune des planètes, les scientifiques ont également pu estimer leurs masses. En effet, il faut savoir que lorsque les planètes gravitent autour d’une étoile, chacune exerce sa propre attraction gravitationnelle sur l’étoile en question, provoquant de légers mouvements de cette étoile; notre soleil, par exemple, n’est pas tout à fait immobile: il bouge très légèrement en raison de l’attraction produite par les planètes du système solaire.

Par conséquent, lors des observations, la lumière de l’étoile est comprimée ou étirée lorsqu’elle s’approche ou s’éloigne du point d’observation. Ainsi, en étudiant le déplacement de l’étoile inhérent à la “traction” gravitationnelle d’une exoplanète et en connaissant la masse de l’étoile, il est possible de déduire la masse de l’exoplanète. Les chercheurs ont calculé que la masse du TOI-561 b est environ trois fois celle de la Terre.

Un nouvel indice à la recherche d’autres formes de vie

Sa densité reste cependant similaire à celle de notre planète, autour de 5 g / cm3. Un résultat surprenant pour les astrophysiciens, qui s’attendaient à une plus grande densité. Cependant, le chiffre est cohérent avec l’âge présumé de la planète. En effet, les éléments les plus lourds de l’Univers – les métaux plus lourds que le fer – sont créés au cœur des étoiles, à partir de réactions de fusion à mesure qu’elles vieillissent. Par conséquent, ce n’est que lorsque les étoiles meurent et explosent que leurs éléments se répandent dans l’espace, où ils peuvent être utilisés pour former d’autres objets. C’est pourquoi les étoiles les plus anciennes de l’Univers, telles que TOI-561, sont pauvres en métaux – très peu d’éléments lourds étaient disponibles à l’époque.

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OU, recherches menées il y a quelques années a montré qu’il y avait une limite minimale de métallicité qui permettait la formation de planètes: des éléments lourds – moins susceptibles d’être évaporés par le rayonnement stellaire – sont nécessaires pour former les premiers grains de poussière dans le disque circumstellaire, qui finissent par s’agglutiner pour former planétésimaux à partir desquels les noyaux planétaires s’assemblent.

L’existence du TOI-561 b constitue donc la preuve que des planètes rocheuses se sont formées presque depuis le début de l’Univers, avec 14 milliards d’années. La découverte de planètes comme celle-ci permet aux scientifiques d’affiner leurs modèles de formation planétaire et ainsi de localiser d’anciennes exoplanètes rocheuses. En d’autres termes, cette découverte peut aider les astronomes dans leur recherche d’autres mondes habitables. ” [TOI-561 b] pourrait être le signe avant-coureur de nombreux mondes rocheux à découvrir autour des plus anciennes étoiles de notre galaxie Confirme l’astrophysicien Stephen Kane, qui a participé à la découverte.

La Terre a environ 4,5 milliards d’années, et les premières preuves de vie (microbienne) sur notre planète remontent à environ 3,5 milliards d’années, selon recherches menées par une équipe de biologistes Australiens en 2017. Si l’on en croit les nombreux fossiles découverts, les vertébrés ne sont apparus qu’il y a environ 500 milliards d’années. L’émergence de formes de vie complexes prend donc du temps et, sur la base de cette observation, il est très probable que des planètes anciennes et stables abritent des formes de vie évoluées.

La source: L’Astronomical Journal, L. Weiss et al.

Delphine Perrault

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