jeudi 16 mai 2024
L’équipe SPECULOOS, composée de chercheurs belges, français, suisses, anglais et américains, annonce la découverte d’une nouvelle planète rocheuse de la taille de la Terre, SPECULOOS-3b, autour de la deuxième étoile la plus froide après la fameuse TRAPPIST-1. Même si la présence d’une atmosphère autour de cette planète semble peu probable, les chercheurs prédisent que SPECULOOS-3b sera une cible remarquable pour le JWST, avec la possibilité d’observer la composition de sa surface, ce qui serait une première.
Crédits : Lionel Garcia (Flatiron Institute)
Les étoiles les moins massives se nomment « étoiles naines ultrafroides ». Leur taille est similaire à Jupiter, et elles sont plus de deux fois plus froides, dix fois moins massives, et cent fois moins lumineuses que notre Soleil. Leur durée de vie est plus de cent fois supérieure à celle de notre étoile, et elles seront les derniers astres à briller lorsque l’Univers deviendra froid et sombre. Bien que nettement plus fréquentes dans l’Univers que les étoiles similaires au Soleil, ces étoiles sont encore très mal comprises du fait de leur faible luminosité. Notamment, on sait très peu de choses sur leur population planétaire, alors qu’elle représente une fraction importante des planètes de notre Voie Lactée.
Dans ce contexte, le projet SPECULOOS, dirigé par l’Université de Liège, annonce aujourd’hui la découverte d’une nouvelle planète de taille terrestre en orbite autour d’une étoile naine ultra-froide proche. Ce n’est que le deuxième système planétaire découvert autour de ce type d’étoile.
L’exoplanète SPECULOOS-3 b se trouve à environ 55 années-lumière de la Terre (ce qui est très proche à l’échelle cosmique ! Ainsi, notre galaxie, la Voie Lactée, s’étire sur 100,000 années-lumière). Elle a pratiquement la même taille que notre planète. Une année, c’est-à-dire une orbite autour de l’étoile, dure environ 17 heures. Les jours et les nuits, en revanche, ne se terminent peut-être jamais : on pense que la planète est en rotation synchrone, de sorte que le même côté, appelé côté jour, fait toujours face à l’étoile, comme la Lune pour la Terre. Le côté nuit serait enfermé dans une obscurité sans fin.
Le projet SPECULOOS (Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars), initié et dirigé par l’astronome Michael Gillon de l’Université de Liège, a été spécialement conçu pour la recherche d’exoplanètes autour des étoiles naines ultrafroides les plus proches. Celles-ci sont dispersées dans le ciel, et il faut donc les observer une par une, pendant des semaines, pour avoir une bonne chance de détecter des planètes en transit. Pour cela, il faut un réseau dédié de télescopes robotiques professionnels. C’est le concept de SPECULOOS, mené conjointement par les Universités de Liège, de Cambridge, de Birmingham, de Berne, le MIT, et l’ETH Zürich.
« Nous avons conçu SPECULOOS spécifiquement pour observer les étoiles naines ultra-froides proches à la recherche de planètes rocheuses se prêtant bien à des études détaillées »", déclare Laetitia Delrez, astronome à l’Université de Liège « En 2017, notre prototype de SPECULOOS utilisant le télescope TRAPPIST a découvert le célèbre système TRAPPIST-1 composé de sept planètes de taille terrestre, dont plusieurs potentiellement habitables. C’était un excellent début ! »
L’étoile SPECULOOS-3 est plus de deux fois plus froide que notre soleil, avec une température moyenne d’environ 2 600 °C. Du fait de son orbite hyper-courte, la planète reçoit près de 16 fois plus d’énergie par seconde que la Terre n’en reçoit du Soleil, et est littéralement bombardées de radiations de haute énergie. « Dans un tel environnement, la présence d’une atmosphère autour de la planète est très peu probable » dit Julien de Wit, professeur belge en poste au MIT et co-directeur du SPECULOOS Northern Observatory et de son télescope Artemis codéveloppé par l’Université de Liège et le MIT et pilier de cette découverte. « Le fait que cette planète n’ait pas d’atmosphère peut être un plus à plusieurs égards. Ainsi, cela pourrait nous permettre d’en apprendre beaucoup sur les étoiles naines ultrafroides, ce qui en retour rendra possible des études plus approfondies de leurs planètes potentiellement habitables », ajoute-t-il.
SPECULOOS-3 b est un excellente cible pour JWST, le télescope spatial géant lancé en 2021 dont les données révolutionnent notre vision de l’Univers. « Avec JWST, nous pourrions même étudier la minéralogie de la surface de la planète ! » nous dit Elsa Ducrot, ancienne chercheuse de l’Université de Liège, actuellement en postdoc à l’Observatoire de Paris-PSL.
« Cette découverte démontre la capacité de SPECULOOS de détecter des exoplanètes de taille terrestre se prêtant bien à des études détaillées. Ce n’est que le début. Grâce au support financier de la Région Wallonne et de l’Université de Liège, deux nouveaux télescopes, Orion et Apollo, iront bientôt retrouver Artemis sur le plateau du volcan Teide à Tenerife afin d’accélérer la chasse à ces fascinantes planètes » conclut Michaël Gillon.
M. Gillon est l’auteur principal de l’article annonçant la découverte de la planète, publié dans Nature Astronomy.
Gillon, M., Pedersen, P.P., Rackham, B.V. et al. Detection of an Earth-sized exoplanet orbiting the nearby ultracool dwarf star SPECULOOS-3. Nat Astron (2024), https://doi.org/10.1038/s41550-024-02271-2
