Une publication dans Astronomy & Astrophysics

Des astronomes de l’ULiège contribuent à la découverte d'un nouveau monde unique en son genre



Crédit : ESA/Hubble, M. Kornmesser

Une équipe de recherche internationale dirigée par l'Université de Berne et l'Université de Liège vient de découvrir un nouveau monde très particulier dans le voisinage du système solaire : TOI-2257b. Cette exoplanète fascinante, d'environ deux fois la taille de la Terre, est une "mini-Neptune" tempérée en orbite autour d'une étoile froide sur une orbite très elliptique de 35 jours. Cette recherche fait l’objet d’une publication dans le journal Astronomy & Astrophysics.

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nitialement identifiée par le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA, une mission spatiale à la recherche de planètes autour d'étoiles proches et brillantes, l’existence de cette planète a dû être confirmée par des télescopes au sol, dont ceux gérés par des chercheurs de l’Université de Liège. "TESS effectue sa chasse aux exoplanètes en utilisant la méthode des transits, c'est-à-dire en surveillant la luminosité stellaire de milliers d'étoiles proches attendant de légères baisses de luminosité qui pourraient être causées par le passage d'une planète entre l'étoile et l'observateur. Cependant, malgré sa capacité à détecter des exoplanètes, la mission TESS a besoin d'un appui au sol pour confirmer le caractère planétaire des signaux détectés. Dans ce contexte, notre groupe de recherche à l'Université de Liège joue un rôle majeur, étant l'une des équipes les plus actives dans ce domaine", explique Michaël Gillon, Maître de recherches au FNRS au sein de l'unité de recherche en astrobiologie de l’ULiège et co-auteur de l'article scientifique récemment publié dans Astronomy & Astrophysics.

La planète TOI-2257b a été confirmée le 20 avril 2021 simultanément à l'aide des télescopes TRAPPIST-Nord et SAINT-EX. « SAINT-EX est un télescope robotique d’un mètre opéré par un consortium dirigé par l'Université de Berne et incluant l'ULiège. SAINT-EX est situé à l'observatoire de San Pedro Martir en Basse-Californie, au Mexique. TRAPPIST-Nord est un télescope robotique de 0,6 m opéré par l'ULiège et situé à l'Observatoire de l'Oukaimeden dans les montagnes de l'Atlas au Maroc, commente Emmanuel Jehin Maître de recherches au FNRS de l'ULiège et co-auteur de cette étude. Les télescopes TRAPPIST sont utilisés presque toutes les nuits pour observer des candidats exoplanètes. Ils sont également importants pour les étudiants du Master en Sciences Spatiales de notre Université pour leur apprendre à réaliser et analyser des observations astronomiques en conditions réelles et devenir de futurs astronomes

« Le cas particulier de TOI-2257b était très difficile, ajoute Francisco J. Pozuelos, chercheur postdoctoral au sein des Unités de recherche Astrobiologie et STAR de l'ULiège et deuxième auteur de l'étude. En effet, TESS n'a pas été en mesure de contraindre la période orbitale de la planète, et une coordination précise entre les télescopes TRAPPIST-Nord et SAINT-EX, situés à des fuseaux horaires différents, était essentielle pour confirmer pleinement l’existence de la planète. »

Suite à ces nombreuses observations, l'équipe de recherche a pu conclure que TOI-2257b est une planète tempérée, 2,2 fois plus grande que la Terre, avec une orbite très elliptique. "En fait, c'est la mini-Neptune sur l’orbite la plus elliptique autour d'une étoile froide jamais découverte", explique Nicole Schanche du Centre pour l'espace et l'habitabilité CSH de l'Université de Berne et auteur principal de l'étude. Une explication possible de cette orbite surprenante est que plus loin dans le système, une planète géante se cache et perturbe l'orbite de TOI-2257b. D'autres observations mesurant la vitesse radiale de l'étoile aideront à confirmer cette ellipticité et à rechercher d'éventuelles planètes supplémentaires qui pourraient ne pas avoir été détectées en transit."

Alors que sa période orbitale de 35 jours place TOI-2257b dans la zone habitable de son étoile hôte (où l'eau liquide pourrait exister et donc présentant des conditions favorables à l'émergence de la vie), sa taille suggère que la planète est plutôt gazeuse, avec une forte pression atmosphérique peu propice à la vie telle que nous la connaissons. Cependant, TOI-2257b est l'une des mini-Neptunes les plus attractives pour rechercher des signes de vapeur d'eau dans son atmosphère à l'aide du télescope spatial James Webb (JWST) récemment lancé avec succès, et qui va révolutionner la recherche sur les atmosphères des exoplanètes.

Référence scientifique

Schanche N. & al., TOI-2257 b: A highly eccentric long-period sub-Neptune transiting a nearby M dwarf, Astronomy & Astrophysics, 7 janvier 2022.

Contacts

Fransisco J. Pozuelos

Michaël Gillon

Emmanuel Jehin

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