Détection d’une exoplanète de la taille de la Terre en orbite autour de l’étoile naine ultra-froide SPECULOOS-3

Détection d’une exoplanète de la taille de la Terre en orbite autour de l’étoile naine ultra-froide SPECULOOS-3
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Vue d’artiste de l’exoplanète SPECULOOS-3 b en orbite autour de son étoile. La planète est aussi grande que la Terre, tandis que son étoile est légèrement plus grande que Jupiter, mais beaucoup plus massive.

Le projet SPECULOOS, porté par l’astronome Michaël Gillon de l’Université de Liège, vient de découvrir une nouvelle exoplanète de la taille de la Terre en orbite autour de SPECULOOS-3, une étoile « naine ultra-froide » de taille similaire dans Jupiter, deux fois plus froide que le Soleil, et situé à 55 années-lumière de la Terre. Après le fameux TRAPPIST-1, SPECULOOS-3 est le deuxième système planétaire découvert autour de ce type d’étoile. sujet de publication dans la revue Astronomie naturelle.

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Les étoiles naines ultra-froides sont les moins massives de notre univers. Ils sont de taille similaire à Jupiter, sont plus de deux fois plus froids, dix fois moins massifs et cent fois moins lumineux que notre Soleil. Leur durée de vie est plus de cent fois supérieure à celle de notre étoile et elles seront les dernières étoiles à briller lorsque l’Univers deviendra froid et sombre. Bien que nettement plus fréquentes dans le Cosmos que les étoiles similaires au Soleil, les étoiles naines ultra-froides sont encore très mal connues en raison de leur faible luminosité. Notamment, on sait très peu de choses sur leurs planètes, même si elles représentent une fraction importante de la population planétaire de notre Voie Lactée.

C’est dans ce contexte que le projet SPECULOOS, dirigé par l’Université de Liège, vient d’annoncer la découverte d’une nouvelle planète de la taille de la Terre en orbite autour d’une étoile naine ultra-froide proche. L’exoplanète SPECULOOS-3 b est située à environ 55 années-lumière de la Terre (ce qui est très proche à l’échelle cosmique ! Notre galaxie, la Voie Lactée, s’étend sur 100 000 années-lumière). SPECULOOS 3 n’est que le deuxième système planétaire découvert autour de ce type d’étoile.“SPECULOOS-3 a pratiquement la même taille que notre planète, explique l’astronome Michaël Gillon, directeur de recherche FNRS à l’ULiège et premier auteur de l’article publié dans Astronomie naturelle. Une année, c’est-à-dire une orbite autour de l’étoile, dure environ 17 heures. Les jours et les nuits, en revanche, ne finissent probablement jamais. On pense en effet que la planète est en rotation synchrone, de sorte que le même côté, appelé côté jour, fait toujours face à l’étoile, comme la Lune pour la Terre. Le côté nuit serait enfermé dans une obscurité sans fin

Le projet SPECULOOS (Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars), initié et dirigé par Michaël Gillon, a été spécialement conçu pour la recherche d’exoplanètes autour des étoiles naines ultra-froides les plus proches. « Ceux-ci sont disséminés dans le ciel, et il faut donc les observer un à un, pendant des semaines, pour avoir de bonnes chances de détecter planètes en transitpoursuit le chercheur. Cela nécessite un réseau dédié de télescopes robotiques professionnels. C’est le concept de SPECULOOS porté conjointement par les Universités de Liège, Cambridge, Birmingham, Berne, MIT et ETH Zürich.

“Nous avons conçu SPECULOOS spécifiquement pour observer les étoiles naines ultra-froides proches à la recherche de planètes rocheuses qui se prêtent bien à des études détaillées, commente Laetitia Delrez, astronome à l’Université de Liège. En 2017, notre prototype SPECULOOS utilisant le télescope TRAPPIST a découvert le fameux système TRAPPIST-1 composé de sept planètes de la taille de la Terre, dont plusieurs sont potentiellement habitables. C’était un bon début ! »

L’étoile SPECULOOS-3 est plus de deux fois plus froide que notre soleil avec une température moyenne d’environ 2 600°C. En raison de son orbite hyper courte, la planète reçoit près de seize fois plus d’énergie par seconde que la Terre n’en reçoit du Soleil et est donc littéralement bombardée de rayonnements de haute énergie. « Dans un tel environnement, la présence d’une atmosphère autour de la planète est très improbable » poursuit Julien de Wit, ancien élève de l’ULiège, professeur au MIT et co-directeur de l’Observatoire Nord SPECULOOS et de son télescope Artemis co-développé par l’Université de Liège et le MIT et pilier de cette découverte.Le fait que cette planète n’ait pas d’atmosphère peut être un plus à plusieurs égards. Ainsi, cela pourrait nous permettre d’en apprendre beaucoup sur les étoiles naines ultra-froides, ce qui rendrait possible des études plus approfondies de leurs planètes potentiellement habitables. »

SPECULOOS-3 b s’avère être une excellente cible pour le télescope spatial JWST lancé en 2021 et dont les données révolutionnent notre vision de l’Univers . « Avec JWST, nous pourrions même étudier la minéralogie de la surface de la planète ! »se réjouit Elsa Ducrot, ancienne chercheuse à l’Université de Liège actuellement en poste à l’Observatoire de Paris.

« Cette découverte démontre la capacité de notre observatoire SPECULOOS-Nord à détecter des exoplanètes de la taille de la Terre qui se prêtent bien à des études détaillées. Et ce n’est que le début ! Grâce au soutien financier de la Région wallonne et de l’Université de Liège, deux nouveaux télescopes, Orion et Apollo, retrouveront prochainement Artemis sur le plateau du volcan Teide à Tenerife afin d’accélérer la chasse à ces planètes fascinantes.conclut Michaël Gillon.

Référence scientifique

GILLON M. et coll.,Détection d’une exoplanète de la taille de la Terre en orbite autour de l’étoile naine ultra-froide SPECULOOS-3Nature Astornomy, 15 mai 2024. https://www.nature.com/articles/s41550-024-02271-2

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Michel Gillon

Julien de Wit

Elsa Ducrot

 
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