Une planète nouvellement vérifiée trouvée dans les données de la mission Kepler remplit la tâche du télescope spatial de trouver des planètes de la taille de la Terre autour d'autres étoiles. Kepler-78b tourne autour de son étoile hôte toutes les 8,5 heures à une distance d'environ 1,5 million de kilomètres, ce qui en fait un brasier ardent et ne convient pas à la vie telle que nous la connaissons.
"Nous avons entendu parler de la comète sungrazing ISON qui s'approchera très près du Soleil le mois prochain", a déclaré Andrew Howard, de l'Université d'Hawaï à l'Institut d'astronomie de Manoa. "La comète ISON s'approchera du Soleil à la même distance que Kepler-78b en orbite autour de son étoile, donc cette planète passe toute sa vie en tant que sungrazer."
Howard est l'auteur principal de l'un des deux articles publiés dans Nature qui détaille la découverte de la nouvelle planète. Il est intervenu lors d'une webémission sur les médias pour discuter des conclusions.
"C'est une planète qui existe mais qui ne devrait pas exister", a ajouté l'astronome David Latham du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), discutant également de la découverte lors de la webémission.
Kepler-78b est 1,2 fois la taille de la Terre avec un diamètre de 14 800 km (9 200 miles) et 1,7 fois plus massif. En conséquence, les astronomes disent qu'il a une densité similaire à celle de la Terre, ce qui suggère une composition semblable à la Terre de fer et de roche. Une poignée de planètes de la taille ou de la masse de la Terre ont été découvertes, mais Kepler-78b est le premier à avoir à la fois une masse et une taille mesurées. Avec les deux quantités connues, les scientifiques peuvent calculer une densité et déterminer de quoi la planète est faite.
Son étoile est légèrement plus petite et moins massive que le soleil et est située à environ 400 années-lumière de la Terre dans la constellation du Cygne.
Cependant, l'orbite rapprochée de Kepler-78b pose un défi aux théoriciens. Selon les théories actuelles de la formation des planètes, il n'aurait pas pu se former si près de son étoile, ni s'y déplacer. À l'époque où ce système planétaire se formait, la jeune étoile était plus grande qu'elle ne l'est maintenant. En conséquence, l'orbite actuelle de Kepler-78b aurait été à l'intérieur de l'étoile enflée.
"Il n'aurait pas pu se former sur place car vous ne pouvez pas former une planète à l'intérieur d'une étoile", a déclaré Dimitar Sasselov, membre de l'équipe, également de CfA. "Il n'aurait pas pu se former plus loin et migrer vers l'intérieur, car il aurait migré jusqu'à l'étoile. Cette planète est une énigme. "
Une idée, suggéra Howard, est que la planète est le noyau résiduel d'une ancienne planète géante gazeuse, mais cela s'avère également être un problème. "Nous ne savons tout simplement pas quelle est l'origine de cette planète", a déclaré Howard.
Cependant, les deux équipes de chasseurs de planètes estiment que son existence est de bon augure pour de futures découvertes de planètes habitables.
Les deux équipes de recherche indépendantes ont utilisé des télescopes au sol pour des observations de suivi afin de confirmer et de caractériser Kepler-78b. L'équipe dirigée par Howard a utilisé l'observatoire W. M. Keck au sommet du Mauna Kea à Hawaï. L'autre équipe dirigée par Francesco Pepe de l'Université de Genève, en Suisse, a effectué son travail au sol à l'Observatoire Roque de los Muchachos à La Palma aux Canaries.
Pour déterminer la masse de la planète, les équipes ont utilisé la méthode de la vitesse radiale pour mesurer à quel point le remorqueur gravitationnel d’une planète en orbite fait osciller son étoile. Kepler, d'autre part, détermine la taille ou le rayon d'une planète par la quantité de lumière stellaire bloquée lorsqu'elle passe devant son étoile hôte.
"Déterminer la masse d'une planète de la taille de la Terre est techniquement décourageant", a déclaré Howard lors de la webémission, expliquant comment ils ont utilisé le HIRES (spectromètre à échelle haute résolution) sur Keck. «Nous avons poussé HIRES à sa limite. Les observations ont été difficiles car l'étoile est jeune avec beaucoup plus de taches d'étoiles (tout comme les taches solaires sur notre Soleil) que notre Soleil, et nous devons les supprimer de nos données. Mais comme cette planète orbite toutes les huit heures et demie, nous avons pu observer une orbite entière en une nuit. Nous avons clairement vu le signal de la planète et nous l'avons observé huit nuits différentes. »
David Aguilar de CfA a déclaré que les deux équipes savaient que l'autre équipe étudiait cette star, mais elles n'ont pas comparé leur travail jusqu'à ce que les deux équipes soient prêtes à soumettre leurs articles afin de ne pas s'influencer mutuellement. "C'était très encourageant que les deux équipes aient obtenu le même résultat", a déclaré Aguilar.
Howard a également trouvé formidable d'avoir deux équipes distinctes travaillant sur la même cible. "Nous n'avons pas eu à attendre une nouvelle confirmation de la planète, car les deux équipes se sont confirmées", a-t-il déclaré. "En science, c'est aussi bon que possible."
Francesco Pepe de la deuxième équipe a déclaré qu'ils avaient bénéficié de l'utilisation d'un jumeau du HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) qui a trouvé près de 200 exoplanètes. "HARPS North à La Palma a la même précision et efficacité que son jumeau", a expliqué Pepe lors de la webdiffusion, "et nous avons décidé de garantir le temps de suivre les petits candidats exoplanètes de Kepler. Nous avons optimisé notre stratégie d'observation et nous attendons beaucoup plus de confirmations dans les années à venir de cette technique. »
Quant à Kepler-78b, c'est un monde condamné. Les marées gravitationnelles continueront de rapprocher Kepler-78b de son étoile. Finalement, il se rapprochera si près que la gravité de l'étoile déchirera le monde. Les théoriciens prédisent que la planète disparaîtra d'ici trois milliards d'années. Fait intéressant, les astronomes disent que notre système solaire aurait pu contenir une planète comme Kepler-78b. Si c'était le cas, la planète aurait été détruite il y a longtemps, ne laissant aucun signe aux astronomes aujourd'hui.
"Nous n'avons pas détecté de planètes supplémentaires dans ce système", a déclaré Howard, "mais nous espérons observer ce système plus à l'avenir."
Article de Howard et al .: Une composition rocheuse pour une exoplanète à la taille de la Terre
Document de Pepe et al .: Une planète de la taille de la Terre avec une densité semblable à la Terre
Informations supplémentaires: CfA, NASA, MIT, Keck, Nature.
