Si nous trouvons des planètes cachées, nous pouvons trouver une vie extraterrestre

Pendant des décennies de recherche, la NASA a confirmé visuellement 5 044 planètes en dehors de notre propre système solaire. La découverte de toutes ces exoplanètes a changé notre compréhension de la galaxie de la Voie lactée. Plus il y a de planètes, moins notre planète est inhabituelle – et moins nous sommes susceptibles d’être uniques. Plus de planètes signifie plus d’endroits où la vie extraterrestre peut s’épanouir maintenant ou dans le passé.

Ces 5 000 “exoplanètes” dans un rayon de 28 000 années-lumière de la Terre – la plus éloignée à partir de laquelle nos télescopes peuvent voir des planètes avec une précision significative – ne peuvent être que la pointe d’un iceberg cosmologique. Sans aucun doute, il existe d’innombrables planètes dans notre galaxie, potentiellement une centaine de milliards de planètes qui sont trop éloignées pour que nous puissions les voir, même avec nos meilleurs télescopes.

Mais il est possible qu’il y ait des centaines de planètes cachées dans les systèmes stellaires est suffisamment proche pour que nous puissions observer directement. Une équipe dirigée par l’astronome de l’UCLA Thea Faridan a suggéré un moyen de déterminer où ces exoplanètes “compagnons cachés” pourraient être situées sans les voir réellement. Cette méthode consiste à calculer l’effet potentiel de leur gravité sur les planètes visibles de leur système.

Nos méthodes actuelles d’exploration planétaire – qu’il s’agisse de regarder la planète directement à travers un télescope ou de rechercher la silhouette d’une planète lorsqu’elle croise une étoile – “peuvent cacher de petites planètes proches ou des compagnons distants (grands ou petits)”. Faridan et leurs co-auteurs ont expliqué dans une nouvelle étude évaluée par des pairs dont la publication a été approuvée La Journal d’astrophysique.

Les petites planètes à proximité sont trop petites pour être enregistrées sous forme de silhouette lorsque vous passez devant l’étoile. Pendant ce temps, les planètes lointaines sont jusqu’à présent de leurs étoiles, qu’ils sont continuellement dans les ténèbres. Cependant, “ces planètes peuvent encore avoir un effet dynamique sur les planètes connues”, a écrit l’équipe de Faridan.

Une meilleure compréhension de cet effet peut nous aider à déterminer lequel des milliers de systèmes stellaires dans la portée de nos télescopes est le plus susceptible d’obscurcir les plans planétaires invisibles. “Selon cette méthode, les planètes proches et lointaines peuvent être des planètes candidates à trouver dans les campagnes de surveillance”, a déclaré Lingfeng Wei, astronome à l’Université de Californie à San Diego et l’un des co-auteurs de Faridan. , a déclaré La bête quotidienne.

Toutes les planètes cachées potentielles dans la “zone de vie” favorable à l’eau de ces systèmes – dans des endroits suffisamment proches pour réchauffer l’étoile, mais pas alors Wei a dit que l’étoile le ferait cuire à sec – ils seraient de bons candidats pour SETI, la recherche d’intelligence extraterrestre.

Par souci de clarté, cette approche n’est pas nouvelle. Pendant des siècles, les astronomes ont pris en compte la gravité dans la cartographie de l’espace, remplissant leurs cartes d’objets qu’ils ont vus et qu’ils n’ont pas vus, mais ont supposé qu’ils existaient. Ils ont détecté la présence de planètes invisibles en mesurant l’effet de ces planètes sur les orbites des planètes qui est visible. Une planète invisible peut étirer ou même stabiliser l’orbite de la planète visible, contribuant ainsi à la stabilité à long terme du système stellaire.

La nouvelle étude combine et affine les modèles existants dans un guide utile qui se concentre sur un ensemble spécifique de planètes potentielles. Les effets de la gravité sont plus prononcés lorsqu’il y a des planètes proches en orbite autour de leurs étoiles (leur “période”) en un jour ou moins, par rapport aux 365 jours qu’il faut pour orbiter autour du Soleil. Cela est dû au fait que les effets de la gravité sont plus forts entre des objets plus proches les uns des autres.

Les compagnons cachés plus proches sont donc un bon point de départ si nous essayons de mieux compter les exoplanètes possibles. “Le but de notre article est de motiver la recherche de planètes dans un laps de temps extrêmement court”, ont déclaré Faridan et le co-auteur Smadar Naoz, un astronome de l’UCLA, dans une déclaration au Daily Beast.

Les mathématiques de la recherche de Faridan sont complexes. Il prend en compte le changement d’angle de l’impulsion, c’est-à-dire la tendance d’un corps en rotation à accélérer lorsqu’un corps voisin ralentit. Cela affecte également l’excentricité de l’orbite. Cela allonge l’orbite ronde de la planète et devient plus ovale lorsqu’elle est attirée par la gravité d’une autre planète.

Le résultat est un ensemble de critères que les astronomes peuvent appliquer à un système stellaire lointain pour faire une hypothèse éclairée sur la présence ou non d’une planète invisible dans le système.

“Cela semble être une contribution intéressante”, a déclaré Étienne Artigau, astrophysicien à l’Université de Montréal qui ne participe pas à l’étude, au Daily Beast. “Les auteurs ont essentiellement rassemblé un certain nombre de concepts déjà connus et identifié des critères plus généraux pouvant être utilisés par les équipes d’exploration planétaire.”

Pour tester ces critères, Faridan et leurs co-auteurs ont sélectionné une poignée de systèmes relativement proches et testé leurs mathématiques. Ils ont analysé HD 15337, un système à seulement 146 années-lumière de la Terre avec une étoile naine orange et deux planètes, toutes deux environ huit fois plus massives que notre planète. Faridan et la société ont ensuite ajouté une planète hypothétique de la taille de la Terre près de l’étoile HD 15337 et ont conclu que la dynamique orbitale du système est raisonnable avec la planète supplémentaire.

Cela ne veut pas dire que le HD 15337 a certainement un compagnon caché. Mais ça le fait moyenne HD 15337 devrait ils ont un compagnon caché et il devrait être en haut de la liste afin que nous puissions voir de plus près si nos télescopes sont meilleurs. “Nous avons besoin d’observations à plus haute résolution pour confirmer l’existence d’exoplanètes présumées”, a déclaré Wei.

Le nouveau télescope spatial James Webb de la NASA et d’autres télescopes orbitaux hypersensibles en cours de développement sont un “bon début”, ont déclaré Naoz et Faridani. Il peut également être possible d’empiler les observations, ont-ils ajouté. Cela signifie prendre des photos de différents télescopes et autres instruments. Un télescope peut être exact où est un autre inexacte. La combinaison d’images permet aux instruments de se compenser les uns les autres.

Avec un accès à une technologie de recherche de mieux en mieux et à un guide pratique des systèmes stellaires susceptibles d’obscurcir les planètes, les astronomes sont prêts à ajouter des centaines, voire des milliers d’exoplanètes à la liste actuelle, bien qu’au-delà. Et chaque nouvelle planète que nous affirmons est une nouvelle planète que nous pourrions explorer à la recherche de signes de vie.

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