Des astronomes découvrent un système multiplanétaire à proximité Nouvelles du MIT

Des astronomes du MIT et d’ailleurs ont découvert un nouveau système multiplanétaire dans notre voisinage galactique, à seulement 10 parsec ou environ 33 années-lumière de la Terre, ce qui en fait l’un de nos systèmes multiplanètes connus les plus proches.

Au cœur du système se trouve une petite et froide étoile naine M appelée HD 260655, et les astronomes ont découvert qu’elle avait au moins deux planètes sur Terre. Il est peu probable que les mondes rocheux soient habitables car leurs orbites sont relativement étroites, ce qui rend les planètes trop hautes pour contenir de l’eau de surface liquide.

Néanmoins, les scientifiques sont enthousiasmés par ce système, car la proximité et la luminosité de cette étoile leur donnent une image plus complète des propriétés des planètes et des signes de l’atmosphère en leur sein.

“Les deux planètes de ce système sont considérées comme les meilleures cibles pour la recherche atmosphérique en raison de leur luminosité stellaire”, a déclaré Michelle Kunimoto, chercheuse postdoctorale à l’Institut Kavli d’astrophysique et de recherche spatiale du MIT et l’une des principales scientifiques de la découverte. . « Y a-t-il une atmosphère volatile autour de ces planètes ? Et y a-t-il des signes d’espèces à base d’eau ou de carbone ? Ces planètes sont des sujets fantastiques pour ces études.

L’équipe présentera sa découverte aujourd’hui lors d’une réunion de l’American Astronomical Society à Pasadena, en Californie. Les membres de l’équipe du MIT comprennent Katharine Hesse, George Ricker, Sara Seager, Avi Shporer, Roland Vanderspek et Joel Villaseñor, ainsi que des collaborateurs d’institutions du monde entier.

Capacité de données

Le nouveau système planétaire a été identifié à l’origine par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, une mission dirigée par le MIT conçue pour observer les étoiles les plus proches et les plus brillantes et détecter les gouttes de lumière périodiques qui pourraient signaler le passage d’une planète.

En octobre 2021, Kunimoto, membre de l’équipe de recherche TESS du MIT, surveillait les données satellite entrantes lorsqu’il a remarqué une paire de paires HD 260655 de lumière stellaire, ou transit.

Il a mené les découvertes par le biais d’un pipeline d’inspection scientifique de la mission, et les signaux ont été rapidement classés en deux objets d’intérêt TESS, ou TOI, des objets marqués comme des planètes potentielles. Les mêmes signaux ont été trouvés indépendamment par le centre officiel des opérations de traitement scientifique du pipeline de recherche planétaire TESS (SPOC) à la NASA Ames. Les scientifiques ont généralement l’intention d’agir avec d’autres télescopes pour confirmer que ces objets sont bien des planètes.

Le processus de classification et de confirmation ultérieure de nouvelles planètes peut souvent prendre plusieurs années. Dans le cas de HD 260655, ce processus a été considérablement raccourci grâce à l’utilisation de données d’archives.

Peu de temps après que Kunimoto ait redécouvert deux planètes potentielles dans HD 260655, Shporer a cherché à savoir si l’étoile avait déjà été vue par d’autres télescopes. Heureusement, HD 260655 a été entré dans une étude stellaire par le spectromètre Echelle haute résolution (HIRES), un instrument fonctionnant dans le cadre de l’observatoire Keck à Hawaï. HIRES suivait l’étoile avec de nombreuses autres étoiles depuis 1998, et les chercheurs avaient accès à des données d’enquête accessibles au public.

HD 260655 a également été répertorié dans le cadre d’une autre étude indépendante réalisée par CARMENES, une installation opérant à l’observatoire de Calar Alto en Espagne. Comme ces données étaient privées, l’équipe a approché les membres de HIRES et de CARMENES pour combiner leur capacité de données.

“Ces négociations sont parfois assez délicates”, note Shporer. « Heureusement, les équipes ont accepté de coopérer. Cette interaction interpersonnelle est presque aussi importante pour obtenir des données [as the actual observations]. »

Attraction planétaire

Enfin, cette collaboration a rapidement confirmé l’existence de deux planètes autour de HD 260655 en environ six mois.

Pour confirmer que les signaux TESS provenaient bien de deux planètes en orbite, les scientifiques ont examiné les données HIRES et CARMENES. Les deux études mesurent l’oscillation gravitationnelle d’une étoile, également connue sous le nom de vitesse radiale.

“La planète en orbite autour de chaque étoile exerce une petite attraction gravitationnelle sur son étoile”, explique Kunimoto. “Nous recherchons tout petit mouvement de cette étoile qui pourrait indiquer qu’un objet de masse planétaire l’attire.”

À partir des deux ensembles de données d’archives, les chercheurs ont trouvé des indications statistiquement significatives que les signaux détectés par TESS étaient en effet deux planètes en orbite.

“Alors nous savions que nous avions quelque chose de très excitant”, explique Shporer.

L’équipe a ensuite examiné de plus près les données TESS pour déterminer les propriétés des deux planètes, y compris leur période orbitale et leur taille. Ils ont découvert que la planète intérieure, appelée HD 260655b, tourne autour de l’étoile tous les 2,8 jours et est environ 1,2 fois plus grande que la Terre. La deuxième planète extérieure, le HD 260655c, orbite tous les 5,7 jours et fait 1,5 fois la taille de la Terre.

Sur la base des données de vitesse radiale HIRES et CARMENES, les scientifiques ont pu calculer la masse des planètes, qui est directement liée à l’amplitude avec laquelle chaque planète tire son étoile. Ils ont découvert que la planète intérieure est environ deux fois plus massive que la Terre, tandis que la planète extérieure est environ trois fois plus massive que la Terre. Sur la base de leur taille et de leur poids, l’équipe a évalué la densité de chaque planète. La planète intérieure, plus petite, est légèrement plus dense que la Terre, tandis que la planète extérieure, plus grande, est légèrement moins dense. Les deux planètes sont susceptibles d’être terrestres ou rocheuses en fonction de leur densité.

Les chercheurs estiment également à partir de ces courtes orbites que la surface de la planète intérieure est de 710 Kelvin (818 degrés Fahrenheit) et celle de la planète extérieure est d’environ 560 K (548 F).

“Nous constatons que la zone en dehors de la zone habitable est trop chaude pour avoir de l’eau liquide à la surface”, explique Kunimoto.

“Mais il peut y avoir plus de planètes dans le système”, ajoute Shporer. “Il existe de nombreux systèmes multiplanétaires qui contiennent cinq ou six planètes, en particulier autour de petites étoiles comme celle-ci. Espérons que nous en trouverons d’autres et qu’une puisse être dans une zone habitable. C’est une pensée optimiste.”

Cette recherche a été financée en partie par la NASA, la Max-Planck-Gesellschaft, le Consejo Superior de Investigaciones Científicas, le Ministerio de Economía y Competitividad et le Fonds européen de développement régional.

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