Les planètes semblables à la Terre seraient deux fois plus nombreuses que prévu

Cette illustration représente une planète partiellement cachée par l’éclat de son étoile hôte et d’une étoile compagne proche — © International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva

De nouvelles recherches suggèrent que les systèmes stellaires binaires pourraient abriter une importante population de planètes de la taille de la Terre et potentiellement habitables, masquées par l’éclat combiné de leurs astres.

Une analyse minutieuse

La Terre est actuellement la seule planète connue capable d’accueillir la vie. C’est pourquoi les astronomes, dans leur quête de formes de vie extraterrestre, accordent une importance toute particulière à la recherche de mondes d’une taille similaire. Bien évidemment, la taille n’est pas le seul facteur affectant l’habitabilité d’un monde. Un certain nombre de circonstances peuvent rendre une planète totalement incapable d’accueillir la vie, comme ses caractéristiques orbitales ou la nature hostile de son étoile hôte.

Cependant, la découverte d’un monde ayant une taille et une composition similaires à celles de la Terre est considérée comme un bon point de départ, qui mérite souvent des observations plus poussées.

Dans le cadre de travaux publiés dans l’Astronomical Journal, une équipe d’astronomes américains a cherché à établir la part d’étoiles, issues d’un échantillon de données recueillies par la mission TESS de la NASA, faisant en réalité partie d’un système stellaire binaire, et également à déterminer si la luminosité intense des étoiles était capable de masquer la présence de potentielles exo-Terres.

Selon cette étonnante théorie, la Voie lactée abriterait des millions de planètes semblables à la Terre — © NASA / ESA / G. Bacon (STScI)

Le satellite Transiting Exoplanet Survey (TESS) a été lancé le 18 avril 2018 avec pour mission d’étudier 200 000 des étoiles les plus brillantes et proches du Système solaire, à la recherche de mondes extraterrestres. Le dispositif détecte ces mondes en observant les infimes creux de luminosité se produisant lorsqu’un corps planétaire passe devant son étoile hôte. C’est ce qu’on appelle la méthode des transits.

Des systèmes binaires beaucoup plus nombreux que prévu

Bien qu’il s’agisse d’une excellente technique pour identifier les étoiles autour desquelles orbitent potentiellement des exoplanètes, elle ne donne pas toujours une image complète de la situation. Par exemple, ce qui peut apparaître comme un seul astre dans l’étude TESS pourrait en réalité être deux étoiles orbitant très près l’une de l’autre (on estime que la moitié des étoiles forment un tel système).

Les chercheurs ont utilisé les télescopes jumeaux de l’Observatoire Gemini à Hawaï et au Chili, ainsi que le télescope WIYN de l’Observatoire national de Kitt Peak en Arizona, pour recueillir des données à haute résolution sur un lot d’étoiles du catalogue TESS autour desquelles orbitaient effectivement des exoplanètes. Au total, 517 astres ont été suivis par l’équipe, en utilisant une méthode connue sous le nom d’imagerie Speckle, consistant à prendre plusieurs images successives, puis à les combiner afin d’atténuer l’effet de flou provoqué par l’atmosphère dense de la Terre.

En réduisant cette perturbation, les astronomes ont déterminé que 73 « astres » du catalogue TESS étaient en réalité des systèmes stellaires binaires. L’équipe a ensuite comparé la taille relative des exoplanètes appartenant à des systèmes binaires à celle de leurs homologues orbitant au sein de systèmes à étoile unique.

« Nous pourrions passer à côté d’un grand nombre de planètes semblables à la Terre »

S’il s’est avéré que les planètes de petite et de grande taille orbitaient autour d’étoiles solitaires, seules les secondes ont été détectées dans les systèmes stellaires binaires étudiés par l’équipe. Ce qui laisse penser que la luminosité supplémentaire émise par l’astre compagnon dans un système binaire masque effectivement le creux de luminosité qui serait normalement observé lorsque des mondes plus petits, y compris des planètes potentiellement habitables de la taille de la Terre, passent devant leur étoile hôte.

« Leurs transits sont masqués par la lumière de l’étoile compagnon », explique Steve Howell, co-auteur de l’étude. « Étant donné qu’environ 50 % des étoiles se trouvent dans des systèmes binaires, nous pourrions passer à côté d’un grand nombre de planètes semblables à la Terre. »

L’équipe a également découvert que les étoiles binaires orbitant à une plus grande distance étaient plus susceptibles d’abriter des exoplanètes que celles du catalogue TESS en orbite rapprochée. Ce qui suggère que les régions turbulentes du cosmos où gravitent des étoiles plus proches sont peu propices à la formation de planètes.

Par Yann Contegat, le 7 juillet 2021