gov-civil-vilareal.ptUne série de nouvelles planètes montre que notre système solaire est très étrange, et nous ne savons pas pourquoi
>Bien, c'est vraiment une très bonne nouvelle : Les astronomes ont publié un nouveau catalogue d'exoplanètes - des planètes extraterrestres en orbite autour d'autres étoiles - détectées par le vaisseau spatial Kepler, et le décompte totalise maintenant 2335 planètes vérifiées, avec 1700 autres en attente de confirmation. Parmi ceux-ci, 30 sont confirmés être à peu près de la taille de la Terre et en orbite dans les zones habitables de leurs étoiles, avec 20 autres en attente de confirmation !
C'est étonnante . Les nouveaux résultats ajoutent 219 nouvelles exoplanètes candidates, dont 10 sont terrestres.
Maintenant, ce sont les nouvelles flashy (que je vais expliquer dans une seconde). Mais la nouvelle scientifique la plus intéressante est qu'ils ont trouvé une pénurie certaine de planètes dans une fourchette de taille comprise entre environ 1,5 et 2,5 fois le diamètre de la Terre. Les étoiles semblent adorer créer des planètes d'environ cette taille, puis passent à environ 2,5 fois notre taille. Pourquoi? Et pourquoi ne voyons-nous pas des planètes comme ça dans notre système solaire?
OK, avant d'en arriver là, faisons tout le rattrapage avec quoi.
mauvais moments dans les médias de bon sens el royale
Kepler est un observatoire spatial conçu pour regarder un endroit dans le ciel qui contient environ 150 000 étoiles. L'idée est que si une étoile a des planètes et que l'orbite de la planète est vue de côté depuis la Terre, alors chaque fois que la planète passe directement devant l'étoile, nous verrons une baisse de la luminosité de l'étoile. C'est comme une mini-éclipse, appelée une transit .
j'explique tout ça en l'épisode exoplanètes de Crash Course Astronomy :
Cours accéléré d'astronomie : exoplanètesIl faut du temps pour trouver des planètes, car vous devez attendre non seulement qu'une planète transite, mais que cela se produise encore , puis à nouveau un la troisième temps. Un creux peut être dû à toutes sortes de problèmes, tels que les taches stellaires (comme les taches solaires, mais sur d'autres étoiles) ou d'autres étoiles dans le champ de vision influençant les résultats de luminosité. Un deuxième plongeon établit ce force être l'année d'une exoplanète (une baisse, puis une autre sur une orbite complète plus tard), mais la vraie confiance vient quand une troisième est vue après la seconde avec un timing cohérent (en d'autres termes, une autre période orbitale d'exoplanète plus tard). Vous pouvez alors être sûr d'avoir trouvé une planète.
Au fil du temps, des catalogues ont été publiés avec des données Kepler actuelles, et il s'agit du huitième catalogue de ce type. Cette nouvelle version englobe les quatre premières années de la mission, et les astronomes ont complètement retraité toutes les données, y compris en utilisant des techniques nouvelles et plus sophistiquées développées depuis la première publication de ce type.
Si l'orbite de la planète est face à nous, nous ne voyons aucun transit. Si c'est sur la tranche, nous le faisons. Crédit: Greg Loughlin
Il y a deux aspects importants des données. L'une est la période entre les creux, qui vous indique la longueur de l'année de la planète ainsi que sa distance à l'étoile (Kepler est nommé d'après Johannes Kepler, un astronome qui a découvert que la période orbitale d'une planète du système solaire est mathématiquement liée à sa distance au Soleil, et qui peut être généralisée pour une planète en orbite autour de n'importe quelle étoile). Il vous indique également à peu près à quel point la planète est chaude ! Vous devez connaître la distance, ainsi que la température et la taille de l'étoile ; une étoile plus froide comme une naine rouge peut avoir une planète en orbite plus près que Mercure ne tourne autour du Soleil, tout en étant plus froide que la Terre.
L'autre aspect est la fraction de lumière stellaire bloquée. Cela vous indique la taille de la planète, en supposant que vous connaissiez la taille de l'étoile, ce que nous faisons dans la plupart des cas à partir de observations à l'aide de l'observatoire de Keck .
En parcourant toutes les données, les astronomes ont trouvé 219 nouvelles exoplanètes possibles (avant confirmation qu'elles sont classées comme candidates). Parmi ceux-ci, 10 ont non seulement à peu près la même taille que la Terre, mais orbitent également à la bonne distance de leur étoile hôte pour être tempérés, dans ce que les astronomes appellent la zone habitable. C'est à peu près équivalent à la plage de température nécessaire pour avoir de l'eau liquide à sa surface, comme nous le faisons ici sur la bonne vieille Terre. Ce n'est pas la seule chose nécessaire à la vie, mais c'est un bon point de départ.
Ce nouveau catalogue porte à 30 le nombre total de planètes connues de la taille de la Terre en orbite dans la zone habitable.
C'est un parcelle . Je sais que cela ne ressemble pas à grand-chose sur 150 000 étoiles, mais considérez que toutes les planètes ne tournent pas autour de leurs étoiles vues de la Terre. La plupart sont à un angle, donc ils manquent leurs étoiles de notre point de vue, et nous ne voyons pas de transit. Statistiquement parlant, il nous en manque au moins 99% ! Donc, vraiment dans cette parcelle de ciel que Kepler observe, il y a probablement 3000 planètes de la taille de la Terre dans leurs zones habitables.
Mais attendez, il y a plus : il y a des centaines de milliards d'étoiles dans la galaxie. En extrapolant naïvement, cela signifie qu'il y a des milliards de telles planètes dans la Voie lactée.
Milliards .
Ouah.
Oeuvre représentant une planète semblable à la Terre en orbite autour d'une étoile extraterrestre. Combien de ces planètes existent dans la Voie lactée ? Des milliards probables. Crédit : NASA/JPL-Caltech/T. Pylé
[Illustration représentant une planète de la taille de la Terre, voire semblable à la Terre, en orbite autour d'une étoile extraterrestre. Combien de ces planètes existent dans la Voie lactée ? Crédit : NASA/JPL-Caltech/T. Pylé]
Mais cela signifie aussi autre chose. Lorsque vous trouvez un objet, il est difficile d'en savoir plus sur la classe d'objets à laquelle il appartient. Vous n'avez qu'un exemple ! Si vous trouvez un lézard étrange dans la jungle, c'est intéressant, mais cela vous montre seulement que de tels lézards existent. Y en a-t-il de plus gros ? Plus petit? Combien y en a-t-il? Comment mangent-ils, où vivent-ils, comment se rapportent-ils aux autres lézards ?
Idem avec les planètes. En trouver un, c'est bien. Les exoplanètes existent ! C'est une énorme nouvelle.
Mais la science commence vraiment quand nous en trouvons plus. Beaucoup plus. Milliers Suite. C'est là que commence la zoologie exoplanétaire.
Et c'est là que nous en sommes maintenant. Avec des milliers d'exoplanètes au catalogue Kepler, les tendances commencent à se montrer. Beaucoup de planètes trouvées sont des géantes gazeuses comme Jupiter, certaines encore plus massives. Beaucoup de planètes de la taille de la Terre ont été trouvées, évidemment, et beaucoup sont un peu plus petites que Neptune.
Ce nouveau catalogue montre quelque chose de très étrange, cependant : Les astronomes ont trouvé de nombreuses planètes qui sont à peu près de la même taille que la Terre, jusqu'à environ 1,5 fois notre diamètre. Mais ensuite, le nombre chute soudainement. Une fois que vous arrivez sur des planètes un peu plus grandes que deux fois la taille de la Terre, les chiffres reprennent. Cela a été vu dans les données plus anciennes, mais maintenant les données sont suffisamment complètes pour montrer qu'il ne s'agit pas d'un problème. C'est statistiquement significatif ; c'est-à-dire réel.
Un histogramme de la taille des exoplanètes : le nombre de planètes trouvées (axe vertical) en fonction de la taille de la planète (axe horizontal). Notez la diop entre 1 et 2 masses terrestres. L'illustration de deux exoplanètes est montrée pour la comparaison. Crédit : NASA/Ames/Caltech/Université d'Hawaï (B. J. Fulton)
C'est très intéressant. À l'extrémité inférieure, nous appelons ces planètes des super-Terres, et à la taille supérieure, ce sont des mini-Neptunes (Neptune est environ 4 fois plus large que la Terre). En fait, en nombre, les mini-Neptunes sont le type de planète le plus commun trouvé dans l'échantillon de Kepler !
C'est intéressant aussi. Nous n'avons pas de super-Terre ou de mini-Neptune dans notre propre système solaire. Pour certaines raisons, les planètes les plus communes de la galaxie ne se trouvent pas autour de notre Soleil .
Cela nous dit quelque chose d'important, bien que ce ne soit pas clair. Nous pouvons deviner, cependant. Les planètes se forment à partir d'un disque de matière tourbillonnant autour d'une jeune étoile appelée le disque protoplanétaire . Les détails sont compliqués, mais en général, de petits grains se forment d'abord, puis grossissent lorsqu'ils entrent en collision et se collent aux autres grains. Au cours de millions d'années, ceux-ci gonflent jusqu'à un kilomètre de diamètre environ (nous appelons ces planétésimaux), et ils entrent en collision pour former des protoplanètes beaucoup plus grandes, d'environ un millier de kilomètres de large.
777 signifiant flamme jumelle
Dessin montrant la relation entre les planètes. Tout à partir du disque protoplanétaire ; certains deviennent assez grands pour devenir des géantes gazeuses, d'autres restent petits comme la Terre. Mais certains petits deviennent des mini-Neptunes. Les trois groupes de planètes sont distincts. Crédit : NASA/Kepler/Caltech (T. Pyle)
Ceux-ci deviennent les noyaux de vraies planètes comme la Terre. Si la matière s'épuise au moment où la protoplanète atteint la taille de la Terre, elle arrête de croître. Mais s'il y a encore des trucs là-bas, ça peut grossir. Une fois qu'il atteint environ 1,5 fois le diamètre de la Terre (ce qui lui donnerait bien plus de 3 fois la masse de la Terre*) la gravité devient suffisamment forte pour commencer à retenir des gaz plus légers comme l'hydrogène et l'hélium. C'est un moment décisif pour la jeune planète, car il y a beaucoup de ce gaz autour. Il peut devenir beaucoup plus gros, sautant l'écart pour devenir une mini-Neptune (au moins; il pourrait également devenir une véritable géante gazeuse comme Saturne ou Jupiter, mais ceux-ci sont de loin moins fréquents que les mini-Neptunes).
Du moins, c'est la pensée actuelle. Mais si c'est vrai, pourquoi n'y a-t-il aucune de ces super-Terres ou mini-Neptunes ici, en orbite autour du Soleil ? Ce n'est pas compris. Les hypothèses abondent, et l'une traite de Jupiter. En grandissant, Jupiter aurait interagi avec le disque protoplanétaire, migrant vers le Soleil en puisant de la matière du disque. Cela a agité le disque là-bas, et toutes les protoplanètes qui se seraient formées se seraient écrasées les unes contre les autres, envoyant des débris voler. Une grande partie de cela a été projetée hors du système solaire interne, mais ce qui restait formait les planètes que nous voyons maintenant. Comme il y avait moins de matière, les planètes de deuxième génération que nous avons dans le système solaire interne sont plus petites. Après cela, les interactions gravitationnelles avec Saturne ont fait reculer Jupiter, et nous avons le système que nous voyons maintenant.
Cela peut être correct ou non ; les astronomes n'en sont encore qu'à leurs balbutiements ! Rien qu'en regardant notre propre système solaire, il est difficile de savoir de quoi il s'agit. Comparer et contraster est un excellent moyen de découvrir les origines mystérieuses et les douleurs de croissance de notre système local, et la bonne nouvelle est que nous avons maintenant beaucoup d'autres systèmes planétaires avec lesquels comparer le nôtre.
Ceci est un rappel pas si doux de l'un des aspects les plus merveilleux de l'astronomie : lorsque nous scrutons l'Univers, regardons et étudions les objets que nous trouvons à des milliards et des milliards de kilomètres de distance, nous découvrons que nous comprenons notre propre maison. mieux.
Si c'était la seule raison pour laquelle nous faisions de la science, cela seul en vaudrait la peine.
*La masse d'une planète dépend de son volume, et le volume augmente comme le cube du rayon. Ainsi, une planète 1,5 fois plus large que la Terre a 1,5 x 1,5 x 1,5 = 3,4 la masse de la Terre. C'est une estimation approximative, mais assez proche. Le fait est que la gravité est beaucoup plus forte.
[Crédit image du haut : N ASA/JPL-Caltech ]
