Une planète de la taille de la Terre a été découverte par le satellite TESS dans un système stellaire à 53 années-lumière de notre système solaire, quelques jours seulement après qu’une étude a révélé que la vie pourrait exister sur quatre exoplanètes proches.

La première planète de la taille de la Terre découverte à l’aide du satellite TESS (Transiting Exoplanets Survey Satellite) de la NASA a été trouvée en orbite autour d’une étoile et d’une planète beaucoup plus grande et plus chaude que Neptune. « C’est un événement marquant pour le TESS », a déclaré Diana Dragomir, exoplanétologue à l’Institut Kavli du MIT et auteure principale de « TESS Delivers Its First Earth-sized Planet and a Warm Sub-Neptune », publié dans la revue scientifique Astrophysical Journal Letters. « Il ouvre la voie à la découverte de planètes plus petites autour d’étoiles encore plus petites, et ces planètes pourraient bien être habitables. » C’est la 10ème planète confirmée découverte par TESS.

Qu’ont trouvé les astronomes ?

En orbite autour de l’étoile naine K HD 21749, les astronomes ont trouvé HD 21749c, qui met environ huit jours à orbiter autour de son étoile hôte et dont la taille est semblable à celle de la Terre à 89% de son diamètre. Une planète probablement rocheuse, avec des températures de surface qui s’élèvent à 427°C. Les astronomes ont également trouvé HD 21749b, une mini-Neptune qui fait environ 23 fois la masse de la Terre avec un rayon environ 2,7 fois plus grand, et qui orbite son étoile hôte tous les 36 jours. Celle-ci est un peu surprenante dans la mesure où le TESS n’est pas conçu pour détecter les planètes qui mettent plus de 10 jours à orbiter autour de leur étoile.

 Le TESS de la NASA.
Le TESS de la NASA.
Image : NASA’S GODDARD SPACE FLIGHT CENTER

Qu’est-ce que le TESS ?

Lancé sur une fusée SpaceX Falcon 9 le 18 avril 2018, le TESS est un engin spatial de « chasse à la planète » conçu pour la recherche de planètes semblables à la Terre. Le TESS observe 400 000 étoiles à travers tout le ciel pour apercevoir une planète en transit sur la face de son étoile. Le TESS permettra également aux astronomes de mesurer pour la première fois les masses, les compositions atmosphériques et d’autres propriétés de bon nombre d’exoplanètes plus petites. Pour trouver HD 21749c, les astronomes ont détecté 11 baisses périodiques de la luminosité de l’étoile pour déterminer que la lumière de l’étoile était partiellement bloquée par une planète de la taille de la Terre.

 Le TESS a été lancé avec succès sur un SpaceX Falcon 9 le 18 avril 2018. L’engin cherchera de nouveaux mondes à l’extérieur de notre système solaire en vue d’une étude plus approfondie.
Le TESS a été lancé avec succès sur un SpaceX Falcon 9 le 18 avril 2018. L’engin cherchera de nouveaux mondes à l’extérieur de notre système solaire en vue d’une étude plus approfondie.
Image : NASA TELEVISION

Pourquoi le TESS change-t-il la donne ?

« C’est incroyable que le TESS soit déjà en train de changer la donne dans le domaine de la chasse à la planète », déclare Johanna Teske, chercheuse à la Carnegie Institution for Science et deuxième auteure de l’article. « L’engin spatial surveille le ciel et nous collaborons avec la communauté de suivi du TESS pour repérer des cibles potentiellement intéressantes pour des observations supplémentaires à l’aide de télescopes et d’instruments au sol ». Plusieurs astronomes de la Carnegie Institution for Science ont également participé à l’étude, notamment Paul Butler, Steve Shectman, Jeff Crane et Sharon Wang.

 L’Observatoire de Las Campanas et le télescope Magellan II à droite. General Epitaph –
L’Observatoire de Las Campanas et le télescope Magellan II à droite. General Epitaph –
Image : Own work, Public Domain, Wikimedia

Quel télescope terrestre a-t-il été utilisé ?

Le TESS est conçu pour établir une liste restreinte de cibles pour les grands télescopes spatiaux et terrestres à étudier plus en profondeur. Dans le cas de HD 21749c, Magellan II, un télescope de 6,5 mètres situé à l’observatoire de Las Campanas au Chili, a été utilisé pour le suivi des données du TESS. Ce télescope héberge le Planet Finder Spectrograph (PFS), un outil construit par Steve Shectman et Jeff Crane à l’aide d’une méthode mise au point par Paul Butler et ses collaborateurs, qui a permis de confirmer que le signal du TESS visait bel et bien des planètes. Le télescope a également été utilisé pour mesurer la masse de HD 21749b, du même type que Neptune, ce qui n’était pas possible avec HD 21749c, beaucoup plus petite. Du moins, ça ne l’est pas encore.

Comment mesurer la masse d’une exoplanète ?

La masse d’une planète est très importante pour aider les astronomes à mieux connaître sa densité et sa composition chimique. L’outil PFS utilise la technique de « vitesse radiale », qui détecte non seulement les petites oscillations dans l’orbite d’une planète, causées par la gravité de l’étoile hôte, mais aussi comment la gravité de la planète affecte l’orbite de l’étoile. « PFS est l’un des seuls instruments dans l’hémisphère sud à pouvoir effectuer ce type de mesures », ajoute Johanna Teske. « Ce sera donc une partie très importante de la caractérisation des planètes trouvées par la mission TESS. »

Quelle est la prochaine étape pour les astronomes ?

La première mesure de masse d’une planète de la taille de la Terre. « Mesurer la masse et la composition exactes d’une si petite planète sera difficile, mais important pour pouvoir comparer HD 21749c à la Terre », déclare l’astronome Sharon Wang. « L’équipe du PFS de Carnegie continue à collecter des données dans ce même but. »

Le TESS pourra-t-il trouver d’autres planètes de la taille de la Terre ?

Avec une mission prévue pour durer au moins deux ans, le TESS devrait trouver plus de 20 000 exoplanètes de la taille de la Terre. « Pour les étoiles qui sont très proches et très brillantes, nous nous attendions à trouver jusqu’à deux douzaines de planètes de la taille de la Terre, » ajoute Diana Dragomir. « Et nous y voilà, avec déjà notre première planète, et c’est une étape marquante pour le TESS. »