Décembre 2011 restera dans l'histoire comme la première fois que l'humanité a pu détecter une planète de la taille de la Terre autour d'une autre étoile semblable au soleil, a déclaré François Fressin, astronome du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Fressin et son équipe ont utilisé le vaisseau spatial de chasse aux planètes Kepler pour trouver deux mondes rocheux - l'un juste un peu plus grand que la Terre et l'autre légèrement plus petit que Vénus.
Les deux planètes, nommées Kepler-20e et 20f, sont les plus petites planètes trouvées à ce jour. Ils ont des diamètres de 11 000 km (6 900 milles) et de 13 190 km (8 200 milles), ce qui équivaut à 0,87 et 1,03 fois la Terre. Les astronomes s'attendent à ce que ces mondes aient des compositions rocheuses, donc leurs masses devraient être inférieures à 1,7 et 3 fois celles de la Terre.
Les deux mondes font partie d'un système à planètes multiples avec cinq planètes autour de la même étoile, et sont situés à environ 1000 années-lumière dans la constellation de la Lyre. "Les gens peuvent pointer vers cette zone dans le ciel et dire que c'est là que l'ère de l'exo-Terre a commencé", a déclaré Fressin, ajoutant que les deux mondes rocheux sont trop proches de leur étoile - et donc trop chauds - pour être habitables.
Kepler-20e orbite tous les 6,1 jours à une distance de 4,7 millions de milles. Kepler-20f orbite tous les 19,6 jours à une distance de 10,3 millions de milles. En raison de leurs orbites étroites, ils sont chauffés à des températures de 760 Celcius (1400 degrés Fahrenheit) et 426 C (800 degrés F.)
Le système solaire où ces planètes existent est assez inhabituel, où les planètes rocheuses et gazeuses alternent dans leurs positions au lieu d'être séparées en groupes comme dans notre propre système solaire.
La première planète est un monde semblable à Neptune; puis la première planète rocheuse, Kepler 20e; est ensuite un autre monde Neptune; Voici le prochain monde rocheux 20f, puis une autre planète gazeuse de type Neptune.
«Donc, gros, petit, gros, petit, gros - ce qui ne ressemble à aucun autre système jusqu'à présent», a déclaré David Charbonneau, de l'Université Harvard. «Nous avons été surpris de trouver ce système de planètes à bascule. C'est très différent de notre système solaire. "
De plus, toutes les planètes sont très compactes, situées dans l'orbite de Mercure autour de notre Soleil.
Ce système inhabituel de planètes alternées n'est peut-être pas inhabituel du tout, car notre échantillon de systèmes solaires est encore relativement petit.
"C'est vraiment un problème que notre communauté doit expliquer", a déclaré Linda Elkins-Tanton, directrice de la Carnegie Institution for Science’s Department of Terrestrial Magnetism à Washington, en réponse à une question posée par Space Magazine sur la dynamique d'un tel système. «Nous mettons vraiment la communauté au défi pour la raison pour laquelle cela s'est produit, et il se pourrait bien que notre système solaire soit minoritaire.»
Les astronomes ne pensent pas que les planètes de Kepler-20 se sont formées à leur emplacement actuel. Au lieu de cela, ils doivent s'être formés plus loin de leur étoile, puis migrer vers l'intérieur, probablement à travers des interactions avec le disque de matière à partir duquel ils se sont tous formés. Cela a permis aux mondes de maintenir leur espacement régulier malgré des tailles alternées.
"Nous pensons qu'ils ont migré parce que nous ne pouvons pas imaginer tous ces trucs si près de l'étoile, où il fait chaud et que seules des parties du matériau sont sous forme solide", a déclaré Charbonneau à Space Magazine. "Nous pensons que le lieu de naissance d'un monde semblable à Neptune est plus éloigné de l'étoile, puis au fil du temps les planètes migrent vers l'intérieur. Nous ne serions pas surpris si nous voyons plus de systèmes comme celui-ci pendant que nous continuons à explorer."
Lorsqu'on lui a demandé quand l'équipe Kepler pourrait trouver une planète «la meilleure des deux mondes» - celle qui est de la bonne taille et au bon endroit pour être habitable, Nick Gautier, scientifique du projet Kepler, a déclaré qu'elle pourrait en trouver une au cours des deux prochaines années, mais la mission Kepler peut avoir besoin d'une extension pour s'assurer de trouver le Saint Graal des exoplanètes - un qui ressemble à la Terre.
Kepler identifie les «objets d'intérêt» en recherchant des étoiles qui s'assombrissent légèrement, ce qui peut se produire lorsqu'une planète traverse le visage de l'étoile. Pour confirmer une planète en transit, les astronomes recherchent l'étoile à vaciller alors qu'elle est tirée par gravité par son compagnon en orbite (une méthode connue sous le nom de vitesse radiale).
Le signal de vitesse radiale pour les planètes pesant une à quelques masses terrestres est trop petit pour être détecté avec la technologie actuelle. Par conséquent, d'autres techniques doivent être utilisées pour valider qu'un objet d'intérêt est vraiment une planète.
Une variété de situations pourrait imiter la gradation d'une planète en transit. Par exemple, un système d'étoiles binaires à éclipses dont la lumière se mélange à l'étoile Kepler-20 créerait un signal similaire. Pour exclure de tels imposteurs, l'équipe a simulé des millions de scénarios possibles avec Blender - un logiciel personnalisé développé par Fressin et Willie Torres de CfA. Ils ont conclu que les chances étaient fortement en faveur de Kepler-20e et 20f étant des planètes.
Fressin et Torres ont également utilisé Blender pour confirmer l'existence de Kepler-22b, une planète dans la zone habitable de son étoile, annoncée par la NASA au début du mois. Cependant, ce monde était beaucoup plus grand que la Terre.
"Ces nouvelles planètes sont nettement plus petites que n'importe quelle planète trouvée jusqu'à présent en orbite autour d'une étoile semblable au Soleil", a ajouté Fressin.
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