Le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), le dernier télescope spatial de chasse aux exoplanètes de la NASA, a été lancé dans l'espace le mercredi 18 avril 2018. Comme son nom l'indique, ce télescope utilisera la méthode de transit pour détecter les planètes de masse terrestre (c.-à-d. Rocheuses ) en orbite autour d'étoiles lointaines. Aux côtés d'autres télescopes de nouvelle génération comme le Télescope spatial James Webb (JWST), TESS reprendra efficacement là où des télescopes comme Hubble et Kepler laisser derrière soi.
Mais combien de planètes TESS devrait-il trouver? Cela a fait l'objet d'une nouvelle étude par une équipe de chercheurs qui a tenté d'estimer combien de planètes TESS est susceptible de découvrir, ainsi que les propriétés physiques de ces planètes et des étoiles qu'elles orbitent. Au total, ils estiment que TESS trouvera des milliers de planètes en orbite autour d'une variété d'étoiles au cours de sa mission principale de deux ans.
L'étude, intitulée «Un rendement révisé des exoplanètes provenant du satellite de sondage des exoplanètes en transit (TESS)», a récemment été publiée en ligne. L'étude était dirigée par Thomas Barclay, chercheur associé au NASA Goddard Space Flight Center et à l'Université du Maryland, et comprenait Joshua Pepper (astrophysicien à Lehigh University) et Elisa Quintana (chercheuse au SETI Institute et NASA Ames). Centre de recherche).
Comme Thomas Barclay l'a déclaré à Space Magazine par e-mail:
«TESS s'appuie sur l'héritage de Kepler. Kepler était avant tout une mission statistique et nous a appris que les planètes sont partout. Cependant, il n'a pas été optimisé pour trouver d'excellentes planètes individuelles pour une étude plus approfondie. Maintenant que nous savons que les planètes sont courantes, nous pouvons lancer quelque chose comme TESS pour rechercher les planètes que nous entreprendrons des études intensives sur l'utilisation des télescopes terrestres et spatiaux. Les planètes que TESS trouvera seront en moyenne 10 fois plus proches et 100 fois plus lumineuses. »
Pour les besoins de leur étude, l'équipe a créé un modèle en trois étapes qui prend en compte les étoiles que TESS observera, le nombre de planètes que chacune aura probablement et la probabilité que TESS les repère. Ceux-ci comprenaient les types de planètes qui seraient en orbite autour d'étoiles naines allant du type A au type K (comme notre Soleil), et des étoiles de type M de masse inférieure (naine rouge).
"Pour estimer le nombre de planètes que TESS trouvera, nous avons pris des étoiles qui seront observées par TESS et simulé une population de planètes en orbite", a déclaré Barclay. «Les statistiques de population d'exoplanètes proviennent toutes d'études qui ont utilisé des données Kepler. Ensuite, en utilisant des modèles de performance TESS, nous avons estimé combien de ces planètes seraient détectées par TESS. C'est de là que nous obtenons nos chiffres de rendement. »
La première étape a été simple, grâce à la disponibilité de la liste des cibles candidates (CTL) - une liste prioritaire d'étoiles cibles que le groupe de travail sur la sélection des cibles TESS a déterminé comme étant les étoiles les plus appropriées pour détecter les petites planètes. Ils ont ensuite classé les 3,8 millions d'étoiles incluses dans la dernière version en fonction de leur luminosité et de leur rayon et déterminé lequel de ces TESS est susceptible d'observer.
La deuxième étape a consisté à affecter des planètes à chaque étoile en fonction d'une distribution de Poisson, une technique statistique où un nombre donné est attribué à chaque étoile (dans ce cas, 0 ou plus). Chaque planète a ensuite reçu six propriétés physiques tirées au hasard, notamment une période orbitale, un rayon, une excentricité, un angle périastronique, une inclinaison vers notre ligne de visée et une mi-temps de premier transit.
Enfin, ils ont tenté d'estimer combien de ces planètes généreraient un signal de transit détectable. Comme indiqué, TESS s'appuiera sur la méthode de transit, où des baisses périodiques de la luminosité d'une étoile sont utilisées pour déterminer la présence d'une ou plusieurs planètes en orbite, ainsi que pour imposer des contraintes sur leurs tailles et périodes orbitales. Pour cela, ils ont pris en compte la contamination par le flux des étoiles proches, le nombre de transits et la durée du transit.
En fin de compte, ils ont déterminé avec une confiance de 90% que TESS est susceptible de détecter 4430–4660 nouvelles exoplanètes au cours de sa mission de deux ans:
«Le résultat est que nous prédisons que TESS trouvera plus de 4000 planètes, avec des centaines plus petites que deux fois la taille de la Terre. L'objectif principal de TESS est de trouver des planètes suffisamment brillantes pour que le télescope au sol puisse mesurer leur masse. Nous estimons que TESS pourrait conduire à tripler le nombre de planètes inférieures à 4 rayons terrestres avec des mesures de masse. »
Au 1er avril 2018, un total de 3 758 exoplanètes ont été confirmés dans 2 808 systèmes, avec 627 systèmes ayant plus d'une planète. En d'autres termes, Barclay et son équipe estiment que la mission TESS doublera efficacement le nombre d'exoplanètes confirmées et triplera le nombre de dimensions de la Terre et de Super-Terre au cours de sa mission principale.
Cela commencera après une série de manœuvres orbitales et de tests d'ingénierie, qui devraient durer environ deux mois. Avec le catalogue d'exoplanètes ainsi élargi, nous pouvons nous attendre à ce qu'il y ait beaucoup plus de candidats «semblables à la Terre» disponibles pour étude. Et bien que nous ne puissions toujours pas déterminer si certains d'entre eux ont la vie, nous pouvons peut-être en trouver certains qui montrent des signes d'une atmosphère viable et de l'eau sur les surfaces.
La chasse à la vie au-delà de la Terre se poursuivra pendant de nombreuses années à venir! Et en attendant, assurez-vous de profiter de cette vidéo sur la mission TESS, gracieuseté de la NASA:
