Combien d'exoplanètes existe-t-il? Il n'y a pas si longtemps, nous ne savions pas s'il y en avait. Ensuite, nous avons détecté quelques pulsars autour. Puis le vaisseau spatial Kepler a été lancé et il en a découvert quelques milliers d'autres. Le TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA est désormais opérationnel et une nouvelle étude prédit ses résultats.
Les résultats de Kepler nous ont donné une meilleure idée des types et du nombre de planètes dans d'autres systèmes solaires. Mais Kepler avait ses limites et son propre biais d'échantillonnage en raison de ses méthodes de mesure. Kepler ne s'est également concentré que sur une petite zone du ciel, comprenant environ 0,25% du ciel. Il est possible, mais pas nécessairement probable, que la petite partie du ciel sur laquelle Kepler se concentre ne soit pas représentative d’un échantillon plus grand.
TESS est très différent de Kepler, en particulier dans la zone du ciel qu'il couvre. Il effectuera un levé tout ciel, plutôt qu'un levé focalisé sur une petite portion du ciel. Le nouveau chasseur de planètes de la NASA se concentrera également sur les étoiles les plus brillantes. C'est parce que son objectif scientifique principal est de trouver des planètes plus grandes que Neptune en orbite autour d'étoiles brillantes. Les étoiles doivent être brillantes pour que les observations spectroscopiques de suivi puissent déterminer les masses planétaires et les compositions atmosphériques.
Même si nous n'avons pas de consensus sur la fréquence des exoplanètes en termes de taille et de périodes orbitales, Kepler nous a montré que les exoplanètes sont courantes. La plupart des stars en ont. Mais bon nombre des exoplanètes trouvées par Kepler sont extrêmement éloignées, de centaines à des milliers de parsecs. Des observations de suivi détaillées sont donc difficiles, voire impossibles. Étant donné que Tess se concentre sur des étoiles plus proches et plus brillantes plus proches de la Terre, ce qui facilite les observations de suivi avec d'autres «étendues», ses résultats devraient être plus représentatifs et plus précis dans la détermination des populations d'exoplanètes.
Une nouvelle étude de Thomas Barclay de la NASA et de l'Université du Maryland, Joshua Pepper de Lehigh University et Elisa Quintana de la NASA, a prédit les résultats de TESS. Leur article a été publié dans The Astrophysical Journal. Les trois chercheurs ont utilisé ce que nous savons de la population stellaire et ce que nous savons des populations d'exoplanètes, combinés aux modes d'observation de TESS, pour arriver à leurs estimations.
Il y a trois facteurs dans leur simulation:
- Une simulation de la population stellaire que TESS observera.
- Un échantillon représentatif de planètes en orbite autour de ces étoiles.
- Une prédiction du nombre de ces planètes que TESS détectera.
Leurs estimations sont appelées une «simulation de rendement» et ce n'est pas la première que les astronomes aient élaborée. Mais avant d'arriver aux chiffres, une question: pourquoi devons-nous savoir à l'avance ce que TESS trouvera?
La réponse à cela est de prendre une longueur d'avance sur ce à quoi pourrait ressembler un programme d'observation de suivi. Les astronomes aiment planifier à l'avance, car l'observation des ressources est très chère. Ils ne veulent pas attendre que tous les résultats de TESS soient disponibles avant de penser aux prochaines étapes. Ou peut-être qu'ils sont juste excités comme des enfants dans une histoire de bonbons. Un peu des deux, probablement.
Barclay, Pepper et Quintana ont exécuté leur simulation 300 fois pour arriver à leur rendement prévu. Il y a beaucoup de détails dans leurs résultats concernant le type d'étoile en orbite autour des planètes, les différents modes d'observation utilisés pour détecter quelles planètes et comment tout cela se rapporte aux observations de suivi. Mais sous une forme plus brève, voici ce que les trois chercheurs pensent que TESS trouvera au cours de sa mission de deux ans:
- 14 000 exoplanètes au total
- 2100 d'entre eux seront plus petits que 4 rayons de la Terre (4R), 280 de ceux plus petits que 2R
- 70 planètes habitables en orbite autour d'étoiles naines rouges, 9 d'entre elles plus petites que 2R
- 10 mondes terrestres de moins de 2R qui pourraient être dans la zone habitable d'une étoile comme notre Soleil
C’est un parcours assez excitant. 14 000 exoplanètes, dont 10 pourraient être des mondes semblables à la Terre dans la zone habitable d'une étoile comme le Soleil. Cela ne signifie pas que c'est ce que TESS trouvera, mais ce devrait être une bonne approximation et une intrigante. Surtout que, contrairement à Kepler, les exoplanètes de TESS sont des cibles privilégiées pour une observation et une caractérisation plus poussées.
Ce n'est pas la première simulation de rendement pour TESS. Mais celui-ci est fait avec une population stellaire réelle plutôt que simulée, donc il devrait être plus précis. Une autre simulation de rendement de 2015 peut être consultée ici, et une de 2017 ici.
Les rendements de simulation nous montrent que nous sommes susceptibles de trouver des planètes semblables à la Terre dans des zones habitables. La plupart d'entre eux seront en orbite autour de naines rouges, mais un petit nombre devrait être autour d'étoiles semblables au soleil. C'est ce que tout le monde veut savoir.
Mais peut-être plus important encore, ces simulations nous montrent que TESS atteindra son objectif de mission: détecter une abondance de planètes plus petites que Neptune qui peuvent être examinées dans des études de suivi pour déterminer leurs masses et maquillages atmosphériques.
Dans les deux cas, TESS est en bonne voie pour fournir des résultats solides.
- Document de recherche: un rendement révisé des exoplanètes provenant du satellite de sondage sur les exoplanètes en transit (TESS)
- Document de recherche: LE SATELLITE DE L'ENQUÊTE SUR LES EXOPLANETTES TRANSITOIRES: SIMULATIONS DE DÉTECTION DE PLANÈTES ET FAUX POSITIFS ASTROPHYSIQUES
- Document de recherche: Simulations de détection de planètes pour plusieurs missions étendues possibles de TESS
- NASA TESS Science Support Center
- Présentation de la mission Kepler de la NASA
- Entrée Wikipédia: TESS
