Depuis le Kepler le télescope spatial a commencé à découvrir des milliers d'exoplanètes dans notre galaxie, les astronomes attendaient avec impatience le jour du déploiement des missions de prochaine génération. Il s'agit notamment de la très attendue Télescope spatial James Webb, qui devrait s'installer dans l'espace en 2019, mais aussi les nombreux observatoires terrestres en construction.
L’un d’eux est le projet Exoplanets in Transits and their Atmospheres (ExTrA), qui est le dernier ajout à l’Observatoire La Silla de l’ESO au Chili. En utilisant la méthode de transit, cette installation s'appuiera sur trois télescopes de 60 centimètres (23,6 pouces) pour rechercher des exoplanètes de la taille de la Terre autour d'étoiles de type M (naine rouge) dans la galaxie de la Voie lactée. Cette semaine, l'installation a commencé par recueillir sa première lumière.
La méthode de transit (alias. Photométrie de transit) consiste à surveiller les étoiles pour les baisses périodiques de luminosité. Ces creux sont causés par des planètes passant devant l'étoile (aka. Transitant) par rapport à l'observateur. Dans le passé, la détection de planètes autour d'étoiles de type M en utilisant cette méthode a été difficile car les naines rouges sont la classe d'étoiles la plus petite et la plus faible de l'Univers connu et émettent la majorité de leur lumière dans la bande proche infrarouge.
Cependant, ces étoiles se sont également révélées être des trésors lorsqu'il s'agit d'exoplanètes rocheuses semblables à la Terre. Ces dernières années, des planètes rocheuses ont été découvertes autour d'étoiles comme Proxima Centauri et Ross 128, tandis que TRAPPIST-1 avait un système de sept planètes rocheuses. De plus, des études ont indiqué que des planètes rocheuses potentiellement habitables pourraient être très courantes autour des étoiles naines rouges.
Contrairement à d'autres installations, le projet ExTrA est bien adapté pour mener des enquêtes sur les planètes autour des dwrfs rouges en raison de son emplacement à la périphérie du désert d'Atacama au Chili. Comme Xavier Bonfils, chercheur principal du projet, l'a expliqué:
“La Silla a été choisie pour accueillir les télescopes en raison des excellentes conditions atmosphériques du site. Le type de lumière que nous observons - proche infrarouge - est très facilement absorbé par l'atmosphère terrestre, nous avons donc exigé les conditions les plus sèches et les plus sombres possibles. La Silla correspond parfaitement à nos spécifications.”
De plus, l'installation ExTrA s'appuiera sur une nouvelle approche qui consiste à combiner la photométrie optique avec des informations spectroscopiques. Il s'agit de ses trois télescopes collectant la lumière d'une étoile cible et de quatre étoiles compagnes pour comparaison. Cette lumière est ensuite acheminée à travers des fibres optiques dans un spectrographe multi-objets afin de l'analyser dans de nombreuses longueurs d'onde différentes.
Cette approche augmente le niveau de précision réalisable et aide à atténuer l'effet perturbateur de l'atmosphère terrestre, ainsi que le potentiel d'erreur introduit par les instruments et les détecteurs. Au-delà de l'objectif de trouver simplement des planètes transitant devant leurs étoiles naines rouges, les télescopes ExTrA étudieront également les planètes qu'il trouve afin de déterminer leurs compositions et leurs atmosphères.
En bref, cela aidera à déterminer si ces planètes pourraient vraiment être habitables. Comme l'explique Jose-Manuel Almenara, membre de l'équipe ExTrA:
“Avec ExTrA, nous pouvons également répondre à certaines questions fondamentales sur les planètes de notre galaxie. Nous espérons explorer la fréquence de ces planètes, le comportement des systèmes multi-planètes et les types d'environnements qui conduisent à leur formation,”
Le potentiel de recherche de planètes extra-solaires autour d'étoiles naines rouges est une immense opportunité pour les astronomes. Non seulement ils sont l'étoile la plus commune dans l'Univers, représentant 70% des étoiles dans notre seule galaxie, mais ils ont également une durée de vie très longue. Alors que les étoiles comme notre Soleil ont une durée de vie d'environ 10 milliards d'années, les naines rouges sont capables de rester dans leur phase de séquence principale jusqu'à 10 000 milliards d'années.
Pour ces raisons, il y a ceux qui pensent que les étoiles de type M sont notre meilleur pari pour trouver des planètes habitables à long terme. Dans le même temps, la question de savoir si les planètes en orbite autour des étoiles naines rouges peuvent rester habitables pendant longtemps, en raison de leur variabilité et de leur tendance à s'enflammer, reste sans réponse. Mais avec ExTrA et d'autres instruments de nouvelle génération entrant en service, les astronomes pourraient être en mesure de répondre à ces questions brûlantes.
Comme l'a dit avec enthousiasme Bonfils:
“Avec la prochaine génération de télescopes, comme le Télescope Extrêmement Grand de l'ESO, nous pourrons peut-être étudier les atmosphères d'exoplanètes trouvées par ExTra pour essayer d'évaluer la viabilité de ces mondes pour soutenir la vie telle que nous la connaissons. L'étude des exoplanètes fait entrer ce qui était autrefois de la science-fiction dans le monde des faits scientifiques.”
ExTrA est un projet français financé par le Conseil européen de la recherche et l'Agence nationale de la recherche et ses télescopes seront exploités à distance depuis Grenoble, en France. Assurez-vous également de profiter de cette vidéo de l'ExTrA en ligne, gracieuseté de l'ESOcast:
