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Découverte d’une exo-Terre avec Speculoos


​Après le célèbre système Trappist-1, la collaboration Speculoos à laquelle participe le CEA-Irfu découvre une nouvelle exoplanète. De la taille de la Terre, elle orbite autour de la naine froide Speculoos-3 et constitue une cible prometteuse pour être caractérisée par l'intrument Miri du télescope James Webb.

Publié le 27 mai 2024

Les naines ultrafroides sont les étoiles les moins massives de l'Univers. Leur durée de vie est toutefois plus de cent fois supérieure à celle de notre étoile, ce qui en fera les derniers astres à briller lorsque l'Univers deviendra froid et sombre. Plus nombreuses que les étoiles similaires au Soleil, elles demeurent mal comprises en raison de leur faible luminosité, tout comme leur population planétaire. Pour observer ces planètes, il est nécessaire de les observer individuellement, pendant des semaines. Ce pour quoi a été lancé le programme international Speculoos, réseau de télescopes robotiques au sol, grâce auquel avait été détecté en 2017 lors de sa phase préparatoire le premier système exoplanétaire Trappist-1.

Speculoos-3 b, une exo-Terre en rotation synchrone

Speculoos-3 est le deuxième système planétaire identifié autour de naines froides. Il se situe à 55 années-lumière de la Terre, une distance relativement proche compte tenue de la taille de notre galaxie, la Voie Lactée, qui s'étend sur 100 000 années-lumière.

La découverte de Speculoos-3 b a été réalisée grâce à la méthode des transits qui consiste à observer une diminution de la luminosité de l'étoile lorsqu'une planète passe devant celle-ci. Il s'avère qu'elle a pratiquement la même taille que la Terre mais son orbite autour de son étoile dure environ 17 heures ! Les astrophysiciens suggèrent que cette planète est en rotation synchrone si bien que son même côté fait toujours face à l'étoile, comme la Lune pour la Terre.


Du fait de sa proximité avec son étoile, les chercheurs estiment sa température d'équilibre à 280 °C, comparable à celle de Mercure qui oscille entre -170 à 400 °C à cause de sa rotation non synchrone. 

Une cible prometteuse pour le télescope James Webb

Speculoos-3 b se positionne comme l'une des exoplanètes rocheuses les plus prometteuses pour une caractérisation détaillée par spectroscopie d'émission avec l'instrument Miri du télescope spatial James Webb. « Nous pourrions même étudier la minéralogie de sa surface ! », se réjouit Elsa Ducrot, spécialiste des exoplanètes du CEA-Irfu, aujourd'hui à l'Observatoire de Paris.

En effet, la courte période orbitale et la température élevée de la planète offrent la possibilité d'observer avec une grande sensibilité plusieurs éclipses secondaires, juste avant et après que la planète passe derrière l'étoile. Dans cette configuration, le côté éclairé de Speculoos-3 b est visible, permettant ainsi d'obtenir son spectre d'émission. Et selon les estimations, seulement dix observations d'éclipses secondaires suffiraient à fournir des indications significatives sur la composition atmosphérique, peu probable de l'avis des astrophysiciens, ou sa minéralogie de surface le cas échéant.

Le programme Speculoos (Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars) est mené conjointement par les Universités de Liège, de Cambridge, de Birmingham, de Berne, le MIT, et l'ETH Zürich. Il s'agit d'un réseau de télescopes au sol installé au Chili et aux Canaries.



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