NASA, Agence spatiale européenne, Leah Hostack
Les deux planètes découvertes à l’origine par la mission Kepler ne correspondent peut-être pas à ce que nous pensions. Sur la base de la caractérisation initiale, on pensait que ces planètes étaient des corps rocheux légèrement plus grands que la Terre. Mais une surveillance continue a produit des données indiquant que les planètes sont beaucoup moins denses que nous ne le pensions à l’origine. Et la seule façon réaliste d’obtenir le type de densités qu’ils semblent avoir maintenant est qu’une quantité importante de leur volume soit occupée par de l’eau ou un liquide similaire.
Nous avons des corps comme celui-ci dans notre système solaire – notamment la lune Europa, qui a un noyau rocheux entouré d’une croûte d’eau recouverte de glace. Mais ces nouvelles planètes sont beaucoup plus proches de leur étoile hôte, ce qui signifie que leurs surfaces sont probablement une frontière floue entre un vaste océan et une atmosphère torride.
Revoyons ça
Il existe deux façons principales de trouver une exoplanète. La première consiste à observer les baisses de lumière de leur étoile, qui sont causées par des planètes dont l’orbite les emmène entre l’étoile et la Terre. La seconde consiste à suivre si la lumière de l’étoile passe périodiquement à des longueurs d’onde plus rouges ou plus bleues, à mesure que l’étoile se déplace en raison de la gravité des planètes qui l’orbitent.
Chacune de ces deux méthodes peut nous dire si une planète existe ou non. Mais avoir les deux nous donne beaucoup plus d’informations sur la planète. La quantité de lumière qu’une planète bloque peut nous donner une estimation de sa taille. La quantité de décalage rouge et bleu de la lumière d’une étoile peut indiquer la masse d’une planète. Avec les deux, nous pouvons connaître sa densité. Et la densité limite les types de matériaux dont il peut être composé – une faible densité signifie riche en gaz et une densité élevée signifie une roche avec un noyau riche en minéraux.
C’est exactement ce que nous avons pu faire dans le système Kepler-138. Les données de ces deux méthodes indiquent que le système contient trois planètes. Kepler-138b semble être un petit corps rocheux de la taille de Mars. Kepler-138c et Kepler-138d entrent toutes deux dans la catégorie des super-Terres : des planètes rocheuses qui étaient un peu plus grandes que la Terre et avaient beaucoup plus de masse. Tous étaient en orbite près de Kepler-138a, une étoile naine rouge, la plus éloignée (Kepler-138d) orbitant autour de 0,15 unité astronomique (AU est la distance Terre-Soleil typique).
Dans le grand schéma des choses, il n’y avait rien d’inhabituel dans ce système qui nécessitait un second regard. Mais les chercheurs pensaient que c’était un bon candidat pour les études de l’atmosphère de la planète. Alors que la planète bloque toute lumière lorsqu’elle transite devant son étoile hôte, une petite quantité de lumière traversera l’atmosphère en route vers la Terre. Et les molécules de cette atmosphère absorberont certaines longueurs d’onde spécifiques, nous permettant de discerner leur présence.
Pour mener cette étude, une équipe de chercheurs a obtenu des données des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, chronométrées au moment où Kepler-138d passait devant l’étoile. C’est alors que les choses ont commencé à devenir bizarres.