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A la recherche des exoplanètes

La relation masse-rayon et Kepler BD+20594b (II)

Il y a quelques années encore, les planétologues pensaient que les planètes rocheuses ne grandissaient plus au-delà d'un rayon de ~1.6 fois celui de la Terre et que les planètes ayant plus de 6 M présentaient une faible densité et/ou étaient entourées d'une vaste enveloppe gazeuse. Si cela se vérifie dans certains cas, cette théorie vient d'être balayée par la découverte en 2016 par Néstor Espinoza et son équipe de l'Université Pontificale Catholique du Chili de Kepler BD+20594b, une exoplanète de la taille de Neptune mais "de pure composition rocheuse" gravitant autour d'une étoile de type solaire. Cette exoplanète est 16 fois plus massive que la Terre et présente une densité de 8 (contre 5.51 pour la Terre).

BD+20594b est inhabitable car elle gravite trop près de son étoile, à 0.24 UA soit deux fois plus près que Mercure, accomplissant une révolution en 43 jours, soit deux fois plus vite que Mercure. Vu sa proximité de l'étoile, selon Espinoza elle a perdu son atmosphère et son eau il y a plusieurs milliards d'années (l'étoile est âgée d'environ 3.34 milliards d'années). 

Cette découverte remet notamment en question la relation masse-rayon des planètes et va certainement forcer les planétologues à revoir ce modèle.

A consulter : Alien Worlds

Dessins d'exoplanètes réalisés par l'auteur

GJ 504b "Second Jupiter"

55 Cancri

GJ 1214b "Waterworld"

Gliese 581 system in Libra. It contains a red dwarf star around which orbit 3 exoplanets. Gliese 581c show surface temperature between -3°C and +40°C. Its mass is 5 M-earth, its radius 1.5 R-earth. This is the first earth-like exoplanet discovered in the habitable zone.

K2V star with 1 exoplanet 1.6 Mj at 2.UA. The host star, Errai, will be our "polar star" in the future.

HAT P-11b

Upsilon Andromedae

Errai et g Cephei b

Documents T.Lombry.

Dans la majorité des systèmes exoplanétaires, les exoplanètes identifiées ont généralement une taille comprise entre celle de la Terre et de Neptune, soit entre 1 et 4 rayons terrestres pour une masse variant entre 0.9 et 0.1 Mj. Mais elles ne sont pas à l'image de la Terre car leur atmosphère n'a rien à voir avec celle d'une planète viable; elle est généralement trop épaisse et empêche la lumière de l'étoile hôte d'assurer son rôle dans les processus de photolyse et de photosynthèse.

En modélisant ces systèmes exoplanétaires sur ordinateur, l'équipe du Barrie Jones de l'Open University anglaise estime qu'environ 50 % des exoplanètes orbitent dans la zone dite habitable où la température au sol peut-être proche de 0°C.

En simulant des exoplanètes dont les masses sont comprises entre 0.1-10 M en orbite dans la zone habitable comprise entre 0.8 et 1.8 UA, on observe que les petites planètes sont plus souvent sujettes à des mouvements désordonnés que les planètes massives. Dans quelques systèmes exoplanétaires, la proximité d'une ou plusieurs planètes géantes aussi massives que Jupiter a eu pour conséquence d'éjecter la petite terre en dehors de la zone habitable. Cependant, dans d'autres circonstances, liées à des phénomènes de résonance, il existe des orbites non perturbées dans la zone habitable.

Neuf systèmes exoplanétaires ont ainsi été étudiés par cette technique et ont permis aux chercheurs de dériver quelques règles qui déterminent l'habitabilité dans 90 % des cas. Leur analyse montre que 50 % des systèmes exoplanétaires pourraient avoir une exoplanète de même taille que la Terre gravitant au moins partiellement dans la zone habitable, et ce durant une période d'au moins un milliard d'années. Cette période a été choisie car on estime que c'est la durée minimale exigée pour que la vie émerge et s'installe sur une planète.

Ces simulations démontrent également que la vie pourrait se développer à un moment donné dans deux-tiers des systèmes exoplanétaires, étant donné que la zone habitable s'étend graduellement vers l'extérieur du système à mesure que l'étoile vieillit et devient plus active (phase géante rouge).

Autres exoplanètes rocheuses

Même si nous avons identifié quelques exoplanètes rocheuses dans la zone habitable d'étoiles proches, ce n'est pas encore synonyme de planète habitable. En effet, des exoplanètes emblématiques comme Proxima b du Centaure, Tau Ceti f ou Trappist-1f, g ou h nous ont démontré que les conditions de vie à leur surface ne sont probablement pas aussi paradisiaques qu'on l'imagine.

Passerons en revue trois autres systèmes exoplanétaires contenant une ou plusieurs exoplanètes rocheuses et voyons si elles pourraient abriter des conditions compatibles avec le développement de la vie.

Gliese 581c

Panorama de Gliese 581c. Document T.Lombry.

La première exoplanète ayant une température superficielle comprise entre -3°C et +40°C est Gliese 581c (GJ 581c). Elle fut découverte le 25 avril 2007 par une équipe internationale constituée d'astronomes français, suisses et portugais utilisant le télescope de 3.6 m de l'ESO installé à La Silla au Chili.

L'étoile hôte Gliese 581 alias HO Librae est une naine rouge (spectre M2.5V) située à 20.5 années-lumière dans la constellation de la Balance et brillant d'un éclat rouge à la magnitude 10.55. Cette étoile est parvenue au stade final de son existence. Elle brille 50 fois moins que le Soleil, présente une masse d'environ 0.31 M pour un rayon estimé à 0.38 R. C'est donc une petite étoile.

Suite à son longue évolution, sa métallicité totale est relativement élevée [M/H] = -0.33, son atmosphère stellaire contenant 36 à 62 % d'éléments lourds de plus que le Soleil.

Ce système pourrait abriter 3 exoplanètes. L'exoplanète Gliese 581c gravite 14 fois plus près de son étoile (0.073 UA soit 10.7 millions de km) que la Terre du Soleil et accomplit sa révolution en 12.9 jours seulement, donc six fois plus rapidement que Mercure. Sa masse est environ 5.5 M (0.017 Mj) pour un rayon 50 % plus grand que celui de la Terre.

Son indice ESI = 0.70, PHI = 0.40 mais son indice biologique BCI = 1.95 soit supérieur à celui de la Terre (BCI = 1.88 pour la Terre) ! Cette exoplanète est tellurique et donc viable mais nous ignorons si elle abrite une forme de vie faute d'instrument adapté à ce type de recherche.

Notons qu'il est possible que ce système abrite 2 exoplanètes supplémentaires mais qui n'ont pas été confirmées ainsi qu'un disque de débris.

Wolf 1061c

Parmi ces exoplanètes telluriques situées dans la zone habitable, donnons une mention spéciale au système Wolf 1061 situé à seulement 14 années-lumière dans la constellation d'Ophiuchus (Serpentaire). L'annonce de sa découverte par l'équipe de Duncan Wright de l'Observatoire australien UNSW fut publiée le 16 décembre 2015.

Wolf 1061 alias BD-12 4523 est une étoile variable (V2306 Oph) de type BY Draconis dont la magnitude apparente varie entre 10.05 et 10.1 et de type spectral M3.5V. Le système Wolf 1061 abrite 3 exoplanètes mais seule Wolf 1061c orbite dans la région interne de la zone habitable. La masse de ces exoplanètes est respectivement d'au moins 1.4, 4.3 et 5.2 M.

A gauche, localisation du système Wolf 1061 (en orange) à partir d'images du catalogue Aladin Sky Atlas. A droite, une illustration par Ron Miller de la zone crépusculaire du terminateur de Wolf 1061c de 5.2 masses terrestre où l'eau pourrait exister à l'état liquide.

Wolf 1061c gravite à seulement 0.084 UA soit 12.6 millions de kilomètres de son étoile et boucle sa révolution en 17.8 jours seulement. Cette exoplanète présente probablement une face assez chaude voire trop chaude pour supporter la vie. En revanche, la région crépusculaire du terminateur conviendrait certainement au développement de la vie comme l'a imaginé Ron Miller ci-dessous.

Etant située très près du système solaire, Wolf 1061c est l'une des exoplanètes qui sera certainement le plus étudiée au moyen des grands télescopes spatiaux et les techniques interférométriques. Il est possible que d'ici quelques décennies les astronomes obtiennent la première photographie directe de cette exoplanète.

HD 10180

Le système HD 10180 est le troisième système possédant 7 exoplanètes. Le système se situe à 127 années-lumière dans la constellation de l'Hydre. L'étoile est de type solaire (G1V) et brille à la magnitude visuelle 7.33. Le système comprend 5 planètes géantes gazeuses ressemblant à Neptune (13-25 M), un planète de la taille de Saturne (65 M) et surtout une planète de type terrestre (HD 10180 b, 1.4 M), mais très chaude car située à seulement 0.02 UA soit 15 % de la distance qui sépare Mercure du Soleil (ou 50 fois plus près de son étoile que la Terre).

Document T.Lombry

Le système HD 10180 constitué de 7 exoplanètes. De gauche à droite, une vue générale du champ proche de l'étoile, une photographie de l'étoile de type solaire et une illustration artistique. Documents ESO et T.Lombry.

Hot Jupiter et systèmes multiples

Les "Hot Jupiter" ou "Jupiter chauds" sont des exoplanètes dont la taille est généralement supérieure à celle de Jupiter (la limite inférieure étant la taille d'Uranus ou Neptune). Parmi ces Hot Jupiter, il y a le système de trois soleils HD 188753 du Cygne présenté ci-dessous à droite et surnommé "Tatooine" par référence à la planète aux deux soleils de "Star Wars". Le système découvert en 2005 est constitué d'une étoile de classe G2 et 1.06 M autour de laquelle gravite une étoile double spectroscopique de 1.6 M à 12.6 UA et une exoplanète "Hot Jupiter" de 1.1 Mj en orbite à 0.04 UA seulement, dans une zone instable.

Comment se forme une "Hot Jupiter" ? Les planétologues ont toujours pensé que la taille gigantesque des "Hot Jupiter" s'explique par la chaleur qu'elles dégagent qui provoque une dilatation démesurée de leur atmosphère gazeuse. Encore fallait-il le démontrer. Cette hypothèse fut confirmée ou en tous cas validée sur deux cas concrets par l'équipe dirigée par Samuel K. Grunblatt de l'IfA d'Hawaii suite à l'observation de deux nouvelles exoplanètes gravitant autour d'étoiles géantes rouges. Les résultats de leur étude furent publiés dans l'"Astronomical Journal" en 2017.

A lire : A Gigantic ring system around J1407b

Illustrations artistiques. A gauche, Pollux, b des Gémeaux, située à 34 a.l. est la 15e étoile la plus proche du Soleil et compte parmi les 17 plus brillantes. De classe spectrale K0III (orangée), elle est 8.8 fois plus grande que le Soleil et 1.86 fois plus massive. Elle est escortée par une exoplanète de 2.9 Mj gravitant à 1.7 UA. A droite, le système HD 188753 "Tatooine" du Cygne contenant trois étoiles et une exoplanète de type "Hot Jupiter" de 1.1 Mj en orbite à 0.04 UA d'une étoile de type solaire. Documents T.Lombry.

Grunblatt et ses collègues ont étudié les exoplanètes EPIC228754001.01 et K2-97b au moyen du satellite Kepler (mission K2) et du télescope Keck de 10 m d'Hawaii. Dans les deux cas, l'exoplanète géante orbite autour de son étoile hôte en environ 9 jours. Elles sont 30 % plus grandes que Jupiter et malgré leurs grandes tailles, elles sont seulement deux fois moins denses que Jupiter. Les deux exoplanètes sont donc remarquablement proches en termes de périodes orbitales, de rayons et de masses.

Utilisant des modèles de l'évolution planétaire et stellaire, les chercheurs ont calculé l'efficacité des exoplanètes à absorber la chaleur de l'étoile et à la transférer vers les profondeurs de leur atmosphère. Ils ont également étudié de quelle manière ce mécanisme affectait la taille et la densité de ces deux exoplanètes gazeuses. Leurs résultats montrent que ces "Hot Jupiter" ont probablement besoin de l'intense rayonnement de l'étoile géante rouge pour grossir de cette façon, mais la quantité de rayonnement absorbée reste inférieure aux prévisions.

Bien sûr, on ne peut pas généraliser une théorie sur base de deux observations, mais ces résultats permettent d'écarter certaines hypothèses sur l'inflation planétaire et renforcent l'idée que les exoplanètes gazeuses grossissent directement en fonction de la chaleur libérée par leur étoile hôte. Les preuves scientifiques s'accumulant, elles suggèrent que le rayonnement stellaire seul peut directement modifier la taille et la densité d'une exoplanète.

Notons que plus de 80 % des exoplanètes découvertes à ce jour sont des "soleils ratés", des "Hot Jupiter".

En 2012, grâce au télescope Kepler les astronomes ont également découvert un système planétaire situé à 5000 années-lumière comprenant 4 étoiles et une exoplanète baptisée "PH1". L'exoplanète 6 fois plus volumineuse que la Terre (de la taille de Neptune) orbite en 138 jours à la distance de 0.6 UA autour de deux étoiles de 1.5 et 0.4 M, qui elles-mêmes tournent l'une autour de l'autre en 20 jours. Les deux étoiles sont séparées d'environ 0.2 UA. Une second système binaire évolue à environ 1000 UA de cet ensemble.

Enfin, il existe également une poignée de pulsars escortés d'exoplanètes ou entourés d'un anneau de débris.

Quelques exoplanètes sous la loupe

  

Le système exoplanétaire HR 8799 situé dans Pégase à environ 129 années-lumière est constitué de 4 exoplanètes géantes gravitant autour d'une étoile variable de type kA5V λ Bootis appauvrie en fer. Les 4 exoplanètes (b,c,d,e) ont respectivement une masse d'environ 7 Mj, 10 Mj, 10 Mj et 9 Mj avec une incertitude de 30-40 %. La plus proche gravite à 14.5 UA, la plus éloignée à 68 UA de l'étoile. Le système présente également un disque de débris vers 75 UA et un halo de poussières qui s'étend jusqu'à 1500 UA. C'est l'un des rares systèmes (avec Fomalhaut b et Bêta Pictoris b) où on a pu observer directement la révolution des exoplanètes au télescope. Voir aussi la vidéo sur YouTube réalisée grâce au télescope Keck d'Hawaii équipé d'une optique adaptative. Document Christian Marois/NRCC animé par Jason Wang/NExSS.

  

L'exoplanète HD 131399Ab (près du centre) a été découverte par imagerie directe en 2016 grâce au VLT. L'astre se situe à environ 320 années-lumière dans la constellation du Centaure et appartient à un système qui ne ressemble à rien de connu. En effet, l'exoplanète évolue sur une orbite très excentrique à 80 UA de son étoile et appartient à un système comprenant 3 soleils dont voici une illustration des orbites. Le fait qu'elle subsiste malgré la forte instabilité de son orbite en fait un cas exceptionnel. L'exoplanète est âgée de 16 millions d'années seulement. Sa température de surface est d'environ 580°C et sa masse est estimée à 4 Mj. Voir aussi la vidéo HD sur YouTube. Document T.Botti et al./ESO.

  

L'étoile de type T-Tauri CVSO 30 et son exoplanète de taille jovienne CVSO 30b découverte en 2012 et photographiées en 2016 grâce au VLT de l'ESO. L'étoile de type spectral M3 est située à 1200 a.l. et appartient au groupe 25 Orionis proche de la Ceinture d'Orion. Ce système comprend deux exoplanètes, CVSO 30b de 6.2 Mj orbitant à 660 UA de l'étoile et CVSO 30c de 4.7 Mj gravitant à 0.008 UA. Document Schmidt et al./ESO.

  

L'étoile HIP 65426 située à 385 a.l. dans la constellation du Centaure autour de laquelle gravite l'exoplanète HIP 65426b. Elle fut découverte en 2017 grâce au coronographe de l'instrument SPHERE du VLT de l'ESO. L'étoile de type spectral A2 est âgée de seulement 14 millions d'années mais n'est pas entourée d'un disque. Elle fait partie de l'association stellaire Centaurus-Crux née il y a 17 millions d'années. L'exoplanète est une "hot jupiter" dont la température effective superficielle varie entre 1027-1327°C pour un rayon compris, selon les modèles, entre 1.0-1.5 Mj. Elle disposerait d'une atmosphère épaisse composée de poussières et de nuages. Elle gravite à 92 UA (séparation de 0.84" ou 840 mas) de son étoile, soit 3 fois la distance de Neptune au Soleil, ce qui est assez inhabituel pour une exoplanète géante. Document G.Chauvin et al./ESO.

  

Une image composite réalisée en septembre 2004 par l'équipe de Gael Chauvin de l'ESO avec le VLT montrant l'une des étoiles de l'association stellaire TW Hydrae située à 230 a.l. dans la constellation du Centaure autour de laquelle gravite une étoile naine brune baptisée 2M1207-39b. Il s'agit en fait d'une "hot jupiter" dont la température effective superficielle (selon les modèles) est de 1327°C. Sa masse est d'environ 4 Mj et est âgée de 8 millions d'années. La séparation angulaire est de 800 mas, soit 0.8" ou 8.25 milliards de km, soit environ deux fois la distance de Neptune au Soleil. Document G.Chauvin et al./ESO.

  

L'étoile HR 8799 située à 129 a.l. dans la constellation de Pégase et l'une de ses 4 exoplanètes massives HR 8799b découvertes en 2008 et photographiées ici en 2010 grâce au VLT de l'ESO. L'étoile de type spectral kA5 et 1.47 fois plus massive que le Soleil est sur la Séquence principale mais est encore entourée d'un disque de débris. L'exoplanète HR 8799b est une "hot Jupiter" d'une masse d'environ 10 Mj. Selon les modèles, sa température effective superficielle est supérieure à 800°C. Document M.Janson/ESO.

  

L'exoplanète OGLE-235/MOA-53 fut découverte le 22 juin 2003 à environ 17000 années-lumière dans la constellation du Sagittaire. C'est l'une des rares exoplanètes découverte par l'effet d'un micro-lensing gravitationnel agissant comme une loupe.

La masse de l'exoplanète est d'environ 2.6 Mj et gravite à une distance d'environ 5.1 UA de son étoile. Document I.Bond et al. Lire aussi l'article du JPL.

Pour découvrir des exoplanètes telluriques les astronomes comptent beaucoup sur les observatoires spatiaux. Car découvrir une poignée d'exoplanètes de la taille de Neptune est une proportion qui ne reflète certainement pas la réalité car nos moyens d'investigation nous limitent actuellement à la recherche de planètes géantes similaires à Jupiter, les planètes à l'image de la Terre restant une exception. En effet, ces petites exoplanètes sont inaccessibles aux télescopes terrestres actuels car leur taille réside en-deçà de la résolution des instruments. Aussi le lancement d'ici quelques années de télescopes spatiaux interférométriques risque de bouleverser notre tableau. On peut également éventuellement compter sur des phénomènes de microlensing naturels qui permettraient, comme en 2003 avec OGLE-235 présentée ci-dessus de découvrir des exoplanètes sous la loupe d'une masse obscure située à l'avant-plan.

COROT, Kepler, CHEOPS, Life Finder et TESS

Lancée fin 2008, la mission COROT de l'ESA a déjà permis aux astronomes de découvrir 7 exoplanètes aux caractéristiques bien distinctes en transit devant les étoiles naines rouges les plus proches. Grâce à une caméra CCD très performante fixée en mode afocal sur le télescope de COROT, cet instrument devrait être assez sensible pour détecter les astres de la taille de la Terre voire plus petits. Sa mission devrait se terminer en mars 2013.

Entre 2009 et 2013, la mission Kepler dirigée par le centre Ames de la NASA assura une mission similaire grâce à un télescope spatial de 0.95 m de diamètre, surveillant des milliers d'étoiles sur une période de quatre ans, recherchant des exoplanètes en transit devant leur étoile hôte. Kepler a déjà permis d'identifier 1091 exoplanètes potentielles. Malheureusement en 2012 puis en 2013, deux roues de réaction sur les quatre servant à positionner Kepler furent endommagées, empêchant de diriger le télescope vers d'autres cibles. En 2014, la NASA a toutefois validé la mission Kepler2 qui poursuit l'exploration des exoplanètes mais cette fois en scrutant uniquement le ciel de la zone de l'écliptique.

Le télescope spatial Kepler de 0.95 m de diamètre. Document NASA.

Après Kepler, la NASA (JPL) pensait lancer les missions spatiales SIM Lite et Terrestrial Planet Finder mais ces projets furent annulés. Espérons que leur successeur, la mission Life Finder (LF) aura plus de succès.

Enfin, après un report d'un an, en 2018 la NASA lancera le satellite TESS qui mesurera les paramètres de plus de 200000 étoiles à la recherche de flucutations lumineuses qui signaleraient le transit d'une exoplanète. Courant 2018, l'ESA lancera à son tour le satellite CHEOPS en orbite polaire qui rechercha des exoplanètes en transit grâce à des moyens photométriques.

A l'avenir, les recherches seront focalisées sur des missions spécifiques orientées vers les exoplanètes affichant des signes de vie.

HabCat et ATA

Quelque 90 % des exoplanètes découvertes à ce jour ont une masse voisine de celle de Jupiter ou d'Uranus; elle sont donc au minimum quatre fois plus grandes que la Terre et très peu présentent une surface solide et encore moins de l'eau liquide. A l'image des planètes joviennes, elles pourraient donc également être escortées d'un cortège de satellites de la taille et de la masse de la Terre ou de la Lune.

La vie ne s'est probablement pas développée sur les planètes géantes et gazeuses. Cependant, elle pourrait survivre sur les lunes de la taille de la Terre si la planète hôte gravite dans la zone habitable ou à quelques mètres sous la surface gelée si ces lunes disposent par exemple d'un océan sous l'écorce glacée.

Les futurs programmes s'orientent vers la recherche d'exoplanètes gravitant uniquement autour d'étoiles similaires au Soleil et dont les planètes seraient susceptibles d'abriter des mondes habitables.

Selon Margaret Turnbull de l'Université d'Arizona à Tucson, sur les 17129 étoiles candidates répertoriées dans le catalogue "Target Selection for SETI: I. A Catalog of Nearby Habitable Stellar Systems" de la NASA en préparation du Allen Telescope Array (ATA), 30 étoiles sont sur une liste courte parmi lesquelles 37 Gemini. C'est une étoile stable de classe G0, de magnitude 5.7, un peu plus chaude et un peu plus brillante que le Soleil (classe G2V naine).

Quelques unes des paraboles du projet ATA.

En collaboration avec Jill Tarter de l'Institut SETI, Margaret Turnbull a également compilé le catalogue "HabCat" ou Catalogue des Systèmes Proches Habitables comprenant une sélection de 17129 étoiles chaudes abritant potentiellement des exoplanètes habitables.

75 % des étoiles répertoriées dans l'HabCat sont situées à moins de 450 années-lumière. Ces soleils sont juste à la bonne distance des télescopes et assez brillants pour conduire un très intéressant programme de recherche d'exoplanètes habitables.

Comme nous l'avons évoqué à propos de Tau ceti , la quantité de métaux lourds (la métallicité) présents lorsque l'étoile s'est formée ainsi que son âge sont des critères très importants pour les chercheurs. Les jeunes étoiles par exemple ont souvent une grande vitesse de rotation, elle émettent des rayons X ou elles n'ont pas encore brûlé tous leurs éléments légers. Elles ne sont pas arrivées au stade de maturité et il en est autant des possibilités de vie dans leur environnement, jugé trop hostile.

La luminosité des étoiles propices au développement de la vie est peut-être le critère le plus important car il permet de déterminer l'habitabilité des étoiles pour une forme de vie complexe. La classe de luminosité indique la phase d'évolution de l'étoile et combien de temps encore elle peut rester stable avant de devenir une étoile géante.

Les prévisions numériques réalisées par les astronomes seront applicables dans les années à venir lorsque les instruments de la deuxième génération pourront rechercher les signatures atmosphériques de la vie, telles que de grandes quantités d'oxygène sur les exoplanètes de la taille de la Terre. Ensuite les télescopes interférométriques tel le futur ATA (Allen Telescope Array) de l'Institut SETI pourra se consacrer entièrement à l'étude des 17129 étoiles habitables du catalogue HabCat parmi d'autres projets.

ATA est en cours d'installation à Hat Creek en Californie. En 2007, 42 antennes étaient opérationnelles. A terme ATA sera constitué de 350 paraboles de 6.1 m de diamètre. La surface collectrice du système sera équivalente à celle d'une parabole unique de 114 m de diamètre (similaire au GBT) mais offrant une résolution angulaire équivalente à celle d'une parabole unique de 700 m de diamètre.

Notons que Paul Allen, cofondateur de Microsoft, est le principal mécène de ce projet qui offrit 11.5 millions de dollars pour construire les premières paraboles mais il compte sur la générosité de donateurs privés pour voir l'aboutissement de son ambitieux projet qui manqua d'avorter en 2010 faute d'argent et échappa de peu à un incendie en 2014. Mais l'avenir nous réservera sans aucun doute de bonnes surprises !

2050, RLA ou l'hypertélescope spatial

Les milliers d'exoplanètes découvertes à ce jour l'ont été de manière indirecte, par les méthodes de la vitesse radiale et du transit principalement. Mais comme nous l'avons expliqué toutes les exoplanètes ne transitent pas devant leur étoile car le plan de leur orbite peut être très incliné par rapport à l'angle de visée, leur orbite ressemblant à une ellipse un cercle vu de la Terre. Dans ce cas, il faut utiliser des instruments très puissants, offrant un pouvoir de résolution très élevé ce qui signifie soit utiliser de hautes fréquences de travail soit un capteur de grand diamètre afin de distinguer directement les plus petits astres se déplaçant devant le fond du ciel.

Entre 2020 et 2050, la NASA envisage de placer sur orbite des hypertélescopes optiques dont le Redundant Linear Array de Lopez et al. proposé en 2000. Il s'agit d'un interféromètre de 150 km de diamètre susceptible de découvrir des signes de vie sur une exoplanète de la taille de la Terre située à 10 années-lumière telle celle illustrée à droite. Rappelons que Wolf 1061c grande comme 5.2 fois la Terre et située à 14 a.l. est une candidate idéale. Documents A.Labeyrie.

Vers 2050, les chercheurs espèrent disposer de télescopes spatiaux interférométriques qui devraient leur permettre de découvrir des astres de la taille de la Terre et déterminer s'ils sont susceptibles d'abriter la vie. Citons les projets LISE, Hyper-OVLA et RLA, le Redundant Linear Array de Lopez qui serait capable de discerner des détails sur la surface d'une planète de la taille de la Terre à 10 années-lumière ! Bien sûr, il n'existe pas beaucoup d'étoiles et d'exoplanètes à cette distance (on dénombre 12 étoiles dont Sirius B et Rigil Kentaurus alias Alpha du Centaure parmi lesquelles il y a 7 naines rouges dont Gliese 623A). En revanche, à quelques centaines d'années-lumière la probabilité de découvrir des exoplanètes augmente et il existe vraisemblablement parmi elles des exoplanètes plus grandes que la Terre que le RLA pourra scruter en détail. De plus, ces futures découvertes sont susceptibles de contenir une proportion plus élevée de systèmes ressemblant au système solaire, où des planètes géantes orbitent en dehors de la zone habitable. La proportion de systèmes abritant des terres habitables doit donc aussi augmenter.

Dernier chapitre

Les chances de trouver des exoplanètes

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