jackbauer 2

Exoplanètes : dernières découvertes

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Franchement je sais qu'on le dit souvent mais ALMA sort quand même des trucs incroyables... 

 

En milimétrique ça semble plus accessible d'imager directement des exoplanètes. N'est-ce qu'une impression ? C'est intéressant.

 

Vivement 2030 pour l'extension des capacités !

 

Edited by Pepit0
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Bonjour,


Hubble mesure la taille de la plus proche planète de la taille de la Terre en transit : 


https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Hubble_measures_the_size_of_the_nearest_transiting_Earth-sized_planet


Le télescope spatial Hubble a mesuré la taille de l'exoplanète de la taille de la Terre la plus proche qui transite devant le disque d'une étoile voisine. Cet alignement préfigure des études ultérieures visant à déterminer quel type d'atmosphère pourrait éventuellement avoir ce monde rocheux.


La petite planète, LTT 1445Ac, a été découverte pour la première fois par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA en 2022. Mais la géométrie du plan orbital de la planète par rapport à son étoile restait incertaine car TESS n'a pas la résolution optique suffisante. Cela signifie que la détection aurait pu être ce qu'on appelle un transit rasant, quand une planète ne survole qu'une petite partie du disque de l'étoile mère. Cela donnerait une limite inférieure inexacte du diamètre de la planète.


Comparison_of_transit_paths_article.jpg


Comparaison des deux types de transit


« Il y avait une possibilité que ce système ait une telle géométrie et, si c'était le cas, nous ne mesurerions pas la taille exacte de cette exoplanète. Mais grâce aux capacités de Hubble, nous avons réussi à mesurer son diamètre », a déclaré Emily Pass du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge (USA).


Artist_s_concept_of_exoplanet_LTT_1445ac


Vue d'artiste de l'exoplanète LTT 1445ac


Les observations de Hubble montrent que la planète effectue un transit complet à travers le disque de l'étoile, ce qui donne une taille réelle de seulement 1,07 fois le diamètre de la Terre. Cela indique que la planète est un monde tellurique, comme la Terre, avec à peu près la même gravité en surface mais avec une température de surface d’environ 260 degrés Celsius.


La planète orbite autour de l'étoile LTT 1445A, qui fait partie d'un système triple d'étoiles naines rouges situé à 22 années-lumière dans la constellation de l'Eridan.  LTT 1445A possède deux autres planètes signalées qui sont plus grandes que LTT 1445Ac. Une paire étroite de deux autres étoiles naines, LTT 1445B et C, se trouve à environ 4,8 milliards de kilomètres de LTT 1445A, également résolue par Hubble. L'alignement des trois étoiles et l'orbite de la paire BC suggèrent que l'ensemble du système est coplanaire, y compris les planètes connues.


« Les planètes en transit sont passionnantes puisque nous pouvons caractériser leurs atmosphères par spectroscopie, non seulement avec Hubble mais aussi avec le télescope spatial James Webb . Notre mesure est importante car elle nous indique qu’il s’agit probablement d’une planète tellurique très proche. Nous attendons avec impatience des observations de suivi qui nous permettront de mieux comprendre la diversité des planètes autour d’autres étoiles », a déclaré Emily.


"Hubble reste un acteur clé dans notre caractérisation des exoplanètes", a ajouté le professeur Laura Kreidberg de l'Institut Max Planck d'astronomie d'Heidelberg, en Allemagne (qui ne faisait pas partie de cette étude). "Il existe peu de planètes telluriques suffisamment proches pour que nous puissions en apprendre davantage sur leur atmosphère. À seulement 22 années-lumière, LTT 1445Ac est juste à côté en termes galactiques, c'est donc l'une des meilleures planètes du ciel à suivre. et découvrez ses propriétés atmosphériques.

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https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Cheops/ESA_s_Cheops_helps_unlock_rare_six-planet_system

(traduction automatique)


Le satellite Cheops de l’ESA aide à déverrouiller un système rare à six planètes


Le satellite CHaracterising ExOPlanet (Cheops) de l’ESA a fourni des données cruciales pour comprendre un mystérieux système d’exoplanètes qui laissait les chercheurs perplexes depuis des années.

L’étoile HD110067 se trouve à environ 100 années-lumière de la Terre dans la constellation septentrionale de la Chevelure de Bérénice. En 2020, le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA a détecté des baisses de luminosité de l’étoile qui indiquaient que des planètes passaient devant elle. Une analyse préliminaire a révélé deux planètes possibles. L’une avec une période orbitale  de 5,642 jours, et l’autre avec une période qui n’a pas encore pu être déterminée.

Deux ans plus tard, TESS a observé à nouveau la même étoile. L’analyse des ensembles de données combinés a exclu l’interprétation originale, mais a présenté deux planètes possibles différentes. Bien que ces détections soient beaucoup plus certaines que les originales, il y avait beaucoup de choses dans les données TESS qui n’avaient toujours pas de sens. C’est à ce moment-là que Rafael Luque, de l’Université de Chicago, et ses collègues ont commencé à s’y intéresser.

« C’est à ce moment-là que nous avons décidé d’utiliser Cheops. Nous sommes allés à la pêche aux signaux parmi toutes les périodes potentielles que ces planètes pourraient avoir », explique Rafael.


Leurs efforts ont porté leurs fruits. Ils ont confirmé l’existence d’une troisième planète dans le système et se sont rendu compte qu’ils avaient trouvé la clé pour déverrouiller l’ensemble du système, car il était maintenant clair que les trois planètes étaient en résonance orbitale. La planète la plus externe met 20,519 jours pour orbiter, ce qui est extrêmement proche de 1,5 fois la période orbitale de la planète suivante avec 13,673 jours. Cela représente presque exactement 1,5 fois la période orbitale de la planète intérieure, avec 9,114 jours.
La prédiction d’autres résonances orbitales et leur mise en correspondance avec les données inexpliquées restantes ont permis à l’équipe de découvrir les trois autres planètes du système. « Cheops nous a donné cette configuration de résonance qui nous a permis de prédire toutes les autres périodes. Sans cette détection de Cheops, cela aurait été impossible », explique Rafael.

 

Il est extrêmement important de trouver des systèmes à résonance orbitale car ils renseignent les astronomes sur la formation et l’évolution ultérieure du système planétaire. Les planètes autour des étoiles ont tendance à se former en résonance, mais peuvent être facilement perturbées. Par exemple, une planète très massive, une rencontre rapprochée avec une étoile qui passe ou un impact géant peuvent tous perturber l’équilibre prudent. En conséquence, de nombreux systèmes multi-planètes connus des astronomes ne sont pas en résonance, mais semblent suffisamment proches pour qu’ils aient pu être en résonance une fois. Cependant, les systèmes multiplanétaires préservant leur résonance sont rares.
« Nous pensons qu’environ un pour cent seulement de tous les systèmes restent en résonance », explique Rafael. C’est pourquoi HD110067 est spécial et invite à une étude plus approfondie. « Il nous montre la configuration immaculée d’un système planétaire qui a survécu intact. »

« Comme le dit notre équipe scientifique : Cheops fait des découvertes exceptionnelles qui semblent ordinaires. Sur les trois systèmes résonants connus de six planètes, c’est maintenant le deuxième découvert par Cheops, et en seulement trois ans d’exploitation », explique Maximilian Günther, scientifique du projet Cheops à l’ESA.

 

HD110067 est le système connu le plus brillant avec quatre planètes ou plus. Étant donné que ces planètes sont toutes de taille inférieure à Neptune avec des atmosphères qui sont probablement étendues, cela en fait des candidates idéales pour étudier la composition de leurs atmosphères à l’aide du télescope spatial James Webb de la NASA, de l’ESA et de l’ASC et des futurs télescopes Ariel et Plato de l’ESA.

 

 

Cheops_unlocks_family_of_six_exoplanets_in_harmonic_rhythm.png

 

 

spiral-plot-illustration-800w.jpg

Mouvement orbital des six planètes par rapport à une seule année de la planète c. En raison des orbites de résonance précises des six planètes, les orbites de chaque planète sont étroitement liées. Pour chaque rotation de 360 degrés autour de HD110067 de la planète c, la planète b se déplace de 540 degrés, la planète d de 240 degrés, la planète e de 160 degrés, la planète f de 120 degrés et la planète g de 90 degrés. Crédit d’image : Hugh Osborn, Université de Berne

 

 

Orbital_geometry_of_HD110067.jpg

Tracer un lien entre deux planètes voisines à intervalle de temps régulier le long de leurs orbites, crée un motif unique à chaque couple. Les six planètes du système HD110067 créent ensemble un motif géométrique fascinant en raison de leur chaîne de résonance. Crédit image : Thibaut Roger/NCCR PlanetS, CC BY-NC-SA 4.0

 

 

Edited by jackbauer 2
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Une 3ème planète autour de l'Étoile de Teegarden, mais hors de la zone habitable contrairement aux deux premières découvertes en 2019 (Zechmeister et al.).
L'Étoile de Teegarden (découverte en 2003) est actuellement au 25ème rang des systèmes stellaires classés par ordre croissant de distance au Système Solaire.

 

L'article :
"Teegarden's Star revisited: A nearby planetary system with at least three planets"
Stefan Dreizler (Georg-August-Universität, Göttingen, Allemagne) et al.
http://arxiv.org/abs/2402.00923 (1/2/2024) ---> Astronomy & Astrophysics

 

Résumé traduit :
"Les deux planètes connues du système planétaire de l'étoile de Teegarden comptent parmi les exoplanètes les plus semblables à la Terre actuellement connues. Revisiter ce système planétaire proche avec deux planètes dans la zone habitable vise à un recensement plus complet des planètes autour d'étoiles de très faible masse. Un nombre important de nouvelles mesures de vitesse radiale de CARMENES, ESPRESSO, MAROON-X et HPF, ainsi que la photométrie de TESS ont motivé une recherche plus approfondie de planètes supplémentaires. Nous confirmons et affinons les paramètres orbitaux des deux planètes connues, les étoiles b et c de Teegarden. Nous rapportons également la détection d'une troisième planète d avec une période orbitale de 26,13 ± 0,04 j et une masse minimale de 0,82 ± 0,17 M_Terre. Un signal à 96 jours est attribué à la période de rotation stellaire. L'interprétation d'un signal à 172 j reste ouverte. Les données TESS excluent les planètes en transit à courte période jusqu'à environ la moitié d'un rayon terrestre. Nous comparons l'architecture du système planétaire d'étoiles de très faible masse. Dans la configuration actuellement connue, le système planétaire de l'étoile de Teegarden est dynamiquement assez différent de celui de TRAPPIST-1, qui est plus compact, mais dynamiquement similaire à d'autres comme GJ 1002."

 

L'étoile, dans la constellation du Bélier (Aries) :
  - Type spectral : M7.0 V (naine rouge)  -  Teff = 3034 ± 45 K
  - Distance = 3.831 pc (12.495 al)
  - Masse = 0.097 ± 0.010 M_solaire  -  Rayon = 0.120 ± 0.012 R_solaire  -  Prot = 96.2 j
  - Magnitude apparente = 15.13  -  Magnitude absolue = 17.22

 

Les trois planètes :
 - Teegarden's Star b :  P = 4.90634 ± 0.00041   M ≥ 1.16 +0.12/−0.11   a = 0.0259 +0.0008/−0.0009   Teq = 277 ± 5   S = 1.08 ± 0.08
 - Teegarden's Star c :  P = 11.416 ± 0.003      M ≥ 1.05 +0.14/−0.13   a = 0.0455 +0.0015/−0.0016   Teq = 209 ± 4   S = 0.35 ± 0.02
 - Teegarden's Star d :  P = 26.13 +0.03/−0.04   M ≥ 0.82 ± 0.17        a = 0.0791 +0.0025/−0.0027   Teq = 159 ± 3   S = 0.12 ± 0.01

 - P : période de révolution (j)  - M : masse minimum (masse solaire)  - a : demi-grand axe de l'orbite (UA)
 - Teq : température d'équilibre (Kelvin)  - S : insolation par rapport à ce que reçoit la Terre du Soleil

 

65c13a9c1eb19_240201_Dreizler_TeegardensStar_planetarysystemarchitecturescomparison_Fig.6.png.14320389369d3e904b35dea0c1a8b27a.png

Pour l'Étoile de Teegarden, 2 configurations possibles : les 3 planètes ajustées au modèle préféré et une configuration hypothétique (Teegarden (h)) avec les 3 planètes, la candidate à 7,7 j (bleu clair) ainsi qu'une planète purement hypothétique entre les planètes c et d (gris clair).

 

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_nearest_stars_and_brown_dwarfs
https://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog

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Bonsoir,


Le gap entre super-Terres et sous-Neptunes enfin expliqué !..


migration-solves-exopl-1.jpg


Le déficit dans la distribution des exoplanètes dont les rayons se situent entres 1,7 et 2,3 rayon terrestres serait en passe d'être expliqué. Résultat de travaux menés par  Remo Burn, du Max Planck Institut d'astronomie à Heidelberg, 


at_def.jpg


et de son équipe germano-helvète.


Cette "Vallée du rayon" intriguait les spécialistes depuis plus d'une dizaine d'années et semble avoir enfin trouvé sa solution. 
A l'origine, lors de la formation des systèmes planétaires, cette "vallée" n'existerait tout simplement pas. L'augmentation des rayons des SuperTerres serait tout à fait constante et régulière, jusqu'à atteindre la tailles des rayons des sous-Neptunes.

 
Cependant, quand les sous-Neptunes en devenir s'éloignent de leur étoile, elles grossissent par le fait de la présence d'eau dans leur composition, alors qu'à contrario, les planètes évoluant en super-Terres ont une de perte de masse provoqués par une évaporation atmosphérique pour les amener à des valeurs inférieure à 1,7 rayon terrestre. Les deux processus de ce scenario font correspondre les résultats obtenus avec les observations. 


Actuellement, nous ne possédons pratiquement aucune données sur les compositions des sous-Neptunes mais, grâce au JWST, il va nous être possibles d'en obtenir prochainement et de prouver l'existence de sous-Neptunes riches en eau, en confirmant par la même l'explication donnée par Remo Burn & Al.

 
Blog d'Eric Simon :


https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2024/02/le-gap-entre-super-terres-et-sous.html


Article source :


https://www.nature.com/articles/s41550-023-02183-7

 

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Article de Camille Gévaudan pour Libération


https://www.msn.com/fr-fr/actualite/technologie-et-sciences/observée-par-le-télescope-james-webb-toi-270-d-une-planète-entre-deux-eaux/ar-BB1jAQ6g?ocid=msedgdhp&pc=HCTS&cvid=c30d589616a74156b20f5431415f9138&ei=33


Observée par le télescope James-Webb, TOI-270 d, une planète entre deux eaux


L’univers regorge de milliards de planètes : c’est désormais une certitude grâce aux progrès récents des télescopes, qui ne cessent de détecter de nouveaux astres en orbite autour des étoiles. La question n’est plus de savoir si d’autres planètes existent en dehors de notre système solaire. Elles sont omniprésentes. Les astronomes du XXIe siècle s’appliquent désormais à caractériser ces exoplanètes, c’est-à-dire définir leurs caractéristiques, et on n’est pas au bout de nos surprises. Ces mondes sont souvent très différents du nôtre…. y compris quand ils nous ressemblent de prime abord.
Deux astrophysiciens de l’université de Cambridge, au Royaume-Uni, ont ainsi trouvé une exoplanète riche en eau et en hydrogène, exactement comme dans l’atmosphère de la Terre. Mais il fait chaud sur cette planète située à 73 années-lumière d’ici. Très chaud. A tel point qu’on ne sait pas bien dans quel état se trouve toute son eau : sous forme de vapeur dans une atmosphère super dense ? Ou au sol sous la forme liquide d’un océan, mais à la limite de l’ébullition ? Le débat est ouvert.


Des températures infernales
Les données sur lesquelles s’appuient les chercheurs viennent du télescope spatial James-Webb (JWST), lancé fin 2021 par la Nasa. On lui avait confié il y a quelques mois l’observation du système planétaire TOI-270, parce qu’il est intéressant, avec ses trois planètes qui orbitent très près de l’étoile au centre. La planète la plus proche est une «super-Terre», rocheuse et juste un peu plus grande que notre planète-mère, qui fait le tour de son étoile en trois jours. Les deux autres sont des «sous-Neptune» qui tournent autour de l’étoile en six et onze jours seulement, et la plus éloignée des deux, TOI-270 d, a montré la présence de molécules d’eau quand le télescope Hubble l’a observée il y a quelques années.


Les télescopes spatiaux captent la lumière émise par les astres, dont on peut ensuite analyser finement les différentes longueurs d’onde pour comprendre comment elle a été filtrée par l’atmosphère des exoplanètes par exemple, selon les molécules chimiques qui la composent.

Et d’après ce qu’on sait de la chimie de TOI-270 d, c’est «une candidate planète-hycéan», expliquent les deux chercheurs britanniques en introduction de leur étude, publiée cette semaine dans la revue scientifique Astronomy & Astrophysics. Une planète-hycéan est un mot-valise inventé justement par l’astronome qui a dirigé l’étude, Nikku Madhusudhan, pour définir une planète avec un océan d’eau liquide sous une atmosphère riche en hydrogène. Des conditions qui paraissent idylliques pour d’éventuelles formes de vie… enfin, sur le papier. Car il ne faut pas oublier que TOI-270 ne se situe qu’à 10,5 millions de kilomètres de son étoile, soit 14 fois moins que la distance la Terre-Soleil, et que les températures y sont donc infernales.
Si l’eau de TOI-270 d était regroupée en océan, celui-ci «pourrait monter à 100 degrés Celsius ou davantage», estime Nikku Madhusudhan dans le Guardian. Ce qui est techniquement possible, car l’atmosphère de cette planète est ultra-dense et «sous une haute pression atmosphérique, un océan aussi chaud pourrait rester liquide.» La pression de l’atmosphère, des centaines de fois supérieure à celle de la Terre, pourrait écraser le liquide au sol et l’empêcher de s’évaporer. Seule la surface serait recouverte d’une couche de vapeur.
Plus précisément, il faut imaginer un océan en deux parties très différentes l’une de l’autre, car la planète a deux faces. L’une est en permanence tournée vers son étoile, et très chaude. L’autre tourne le dos à l’étoile et reste bien plus tempérée. «L’océan serait extrêmement chaud du côté jour. Le côté nuit pourrait potentiellement être habitable», c’est-à-dire propice au développement de la vie, juge Madhusudhan.


«Comme un fluide épais et chaud»
Ou alors, il n’y a pas d’océan. Une autre étude internationale menée par Björn Benneke, astrophysicien canadien de l’université de Montréal, qui vient juste d’être proposée à publication et n’a pas encore été validée, s’appuie sur les mêmes observations du télescope James-Webb pour privilégier une hypothèse différente. «La modélisation climatique [de TOI-270 d] indique qu’un océan d’eau liquide est très improbable, et que si l’eau existe à l’intérieur de la planète, elle doit être dans une phase supercritique», avance cette étude. Un fluide supercritique n’est ni liquide ni gazeux. Il existe dans des conditions de pression tellement intense que la frontière entre gaz et liquide disparaît, et il possède des caractéristiques de ces deux états à la fois. «C’est comme un fluide épais et chaud», essaye d’expliquer Björn Benneke au Guardian.
Pour ses collègues et lui – 31 chercheurs ont cosigné cette autre étude –, la température en surface de la planète avoisine les 4 000° C et il y a très peu de chances que l’eau puisse rester liquide. Donc elle ne serait pas sur la planète mais autour d’elle : «Nous avons trouvé que la vapeur d’eau est très abondante dans l’atmosphère de TOI-270 d, dont elle est peut-être le principal composant par sa masse.» Eau et hydrogène seraient mêlés, à l’état supercritique, enveloppant le cœur rocheux de la planète.


TOI-270 d est donc une mauvaise candidate si on cherche des exoplanètes où la vie pourrait exister, même si elle semble abriter du disulfure de carbone qui est un marqueur de processus biologiques sur Terre. De toute façon, on est encore à des années-lumière de pouvoir trouver ou prouver l’existence de la moindre bactérie extraterrestre à l’aide d’un télescope. «Nous devons faire très attention à la manière dont on communique nos découvertes sur ce type d’astres. C’est facile pour le public de conclure trop vite qu’on a trouvé de la vie ailleurs», rappelle Madhusudhan. Tout ce qu’on peut dire, c’est qu’on avance à pas de géant dans l’étude à distance des exoplanètes, au point de savoir mesurer leur degré d’«habitabilité». Et c’est déjà un progrès.

 


 

z2.png

Représentation schématique des distances qui séparent la Terre du Soleil et l'étoile TOI-270 de sa planète TOI-270 d. La taille des astres n'est pas à l'échelle. Les distances le sont à peu près.

 

 

z1.png

Trois scénarios possibles pour les planètes de type sous-Neptune, présentés dans l'étude dirigée par le Canadien Björn Benneke. A gauche, une planète-hycéan avec un océan d'eau liquide (bleu foncé) surmonté par une atmosphère riche en hydrogène. A droite, le scénario privilégié pour TOI-270 d : l'eau et l'hydrogène sont mélangés pour former une atmosphère à l'état supercritique, ni liquide ni gazeux.

Edited by jackbauer 2
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Bonjour, une question a du être déjà posée, mais si une exoplanète est deux fois plus massive que la terre, est ce qu'un être, animal ou humain ou autre sera deux fois plus musclé avec un squelette deeux fois plus robuste et grand?

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"Direct imaging of exoplanets"
Alice Zurlo (Universidad Diego Portales, Santiago, Chili)
https://arxiv.org/abs/2404.05797 (8/4/2024) ---> un des chapitres d'"Encyclopedia of Astrophysics" qui sera publiée par Elsevier.

 

Dans ce "preprint" instructif, on remarque (entre autres) un diagramme très intéressant (je trouve) qui représente l'ensemble des exoplanètes (*) découvertes, placées selon leur masse vs leur distance à l'étoile, et dont les couleurs sont associées à la technique de détection.
(*) j'ignore si les quelques 5600 exoplanètes sont ici vraiment indiquées, mais on peut croire l'autrice !

 

240408_Zurlo_exoplanets_mass-vs-separation_Fig.1.png.3ae466357394670b3c50cb3d9c1a9def.png

 

Aussi :

240408_Zurlo_exoplanets_direct-imaging_Tab.1.png.5ac29fcdb01061dd0209a48b9305810b.png

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