Si l'ensemble de données de la mission Kepler est une indication, le type d'exoplanète le plus courant dans notre galaxie n'est pas des mondes rocheux de la taille de la Terre ou des Jupiters chauds. En fait, le type d'exoplanète le plus courant n'est pas du tout celui que nous voyons dans notre propre quartier.
"La découverte la plus remarquable de Kepler est peut-être la quantité de planètes entre la taille de la Terre et quatre fois la taille de la Terre", a déclaré Geoff Marcy, professeur d'astronomie à l'Université de Californie, lors de la réunion de l'American Astronomical Society cette semaine à Washington. DC «C'est une gamme de tailles qui domine l'inventaire de la planète de Kepler et c'est une gamme de tailles non représentée dans notre propre système solaire. Nous ne savons pas exactement de quoi sont faites ces planètes et nous ne savons pas comment elles se forment. "
Ces «mini-Neptunes» comme les appelait Marcy, représentent un énorme échantillon dans les données Kepler; environ 75% des planètes découvertes par Kepler varient en taille entre la Terre et Neptune, et depuis quatre ans depuis que les données de Kepler sont arrivées, les scientifiques ont essayé de comprendre ces planètes.
"Il y a eu énormément de mesures et de travaux quantitatifs par l'équipe de la NASA Ames Kepler", a déclaré Marcy.
Alors que les masses et les densités des planètes ont émergé du travail, les astronomes ne savent toujours pas comment ils se forment ou s'ils sont faits de roche, d'eau ou de gaz.
L'équipe s'est concentrée sur environ 42 de ces planètes. On pense que deux planètes mises en évidence par Marcy dans sa présentation sont rocheuses et sont nommées Kepler-99b et Kepler-406b. Les deux sont quarante pour cent plus grands que la Terre et ont une densité similaire au plomb. Les planètes tournent autour de leurs étoiles hôtes en moins de cinq et trois jours respectivement, ce qui rend ces mondes trop chauds pour la vie telle que nous la connaissons.
L'équipe a utilisé des mesures Doppler des étoiles hôtes des planètes pour mesurer l'oscillation réflexe de l'étoile hôte, causée par le remorqueur gravitationnel sur l'étoile exercé par la planète en orbite. L'oscillation mesurée révèle la masse de la planète: plus la masse de la planète est élevée, plus le remorqueur gravitationnel sur l'étoile est grand et donc plus l'oscillation est grande.
Ils ont également mesuré les variations de temps de transit (TTV) pour déterminer la quantité de planètes voisines qui peuvent se tirer l'une sur l'autre, entraînant une planète à accélérer et une autre à ralentir le long de son orbite.
Ces mesures permettent de calculer la masse et les densités des planètes, ainsi que de déterminer la composition chimique possible de ces mondes. La majorité des mesures suggèrent que les mini-Neptunes ont un noyau rocheux mais certains peuvent avoir une enveloppe externe gazeuse d'hydrogène ou d'hélium. Certains pourraient simplement être rocheux sans enveloppe extérieure du tout.
"Ce que nous pensons qui se passe, c'est que certaines de ces planètes peuvent avoir de l'eau au-dessus d'un noyau rocheux", a déclaré Marcy. «Les plus grandes planètes pourraient avoir le même noyau rocheux avec du gaz ajouté. C’est ainsi que vous obtenez des planètes mesurant de 1 à 4 rayons terrestres. Les planètes avec des densités plus faibles impliquent des quantités croissantes de gaz au sommet d'un noyau rocheux. »
"L'objectif principal de Kepler est de déterminer la prévalence de planètes de tailles et d'orbites différentes. La prévalence de planètes de la taille de la Terre dans la zone habitable présente un intérêt particulier pour la recherche de la vie », a déclaré Natalie Batalha, scientifique de mission Kepler au Ames Research Center de la NASA. «Mais la question qui nous vient à l'esprit est: toutes les planètes ont-elles la taille de la Terre rocheuse? Certains pourraient-ils être des versions réduites de Neptunes glacées ou des mondes d'eau torrides? Quelle fraction est reconnaissable en tant que parent de notre globe terrestre rocheux? "
L'équipe a déclaré que les mesures de masse produites par Doppler et TTV aideront à répondre à ces questions. Les résultats suggèrent qu'une grande fraction des planètes inférieures à 1,5 fois le rayon de la Terre peut être composée des silicates, du fer, du nickel et du magnésium que l'on trouve dans les planètes terrestres ici dans le système solaire.
Armés de ce type d'informations, les scientifiques pourront transformer la fraction d'étoiles abritant des planètes de la taille de la Terre en la fraction d'étoiles abritant de véritables planètes rocheuses. Et c'est un pas de plus vers la recherche d'un environnement habitable au-delà du système solaire.
Marcy a ajouté plus tard dans la discussion qu'il y avait un type de télescope qui serait le plus utile: une mission de type Terrestrial Planet Finder qui mesurerait la température, la taille et les paramètres orbitaux de planètes aussi petites que notre Terre dans les zones habitables des systèmes solaires éloignés . Hélas, TPF a été annulé.
En savoir plus sur l'étude des mini-Neptunes ici.
