Pour la plupart des exoplanètes que nous avons découvertes, nous connaissons très peu de détails. Nous connaissons un peu l’étoile autour de laquelle ils orbitent et peut-être une liste partielle des autres planètes du même système. Et nous savons généralement quelle est leur taille ou leur poids. Ce n’est pas beaucoup pour continuer.
Mais nous pouvons en déduire beaucoup lorsque nous commençons à combiner ces détails. C’est le cas d’une exoplanète récemment découverte en orbite autour d’une petite étoile à environ 90 années-lumière de la Terre. La planète elle-même a un rayon et une masse très similaires à ceux de la Terre, ce qui suggère qu’elle a également une composition rocheuse. D’après ce que nous savons de l’étoile, elle peut potentiellement contenir de l’eau liquide. Et, sur la base des forces exercées par les planètes voisines, il est susceptible d’avoir une géologie très active, comprenant potentiellement des volcans.
Une planète extra, extra-solaire
Le système exosolaire de l’étoile LP 791-18 a été découvert pour la première fois par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). TESS avait repéré deux planètes en orbite autour de LP 791-18, qui est l’une des étoiles les plus petites – et donc les plus sombres – connues pour héberger des planètes. La planète la plus interne, LP 791-18b, est environ 20 % plus grande que la Terre et prend moins d’une journée pour terminer une orbite, ce qui signifie qu’elle est suffisamment proche de l’étoile pour être très chaude. Plus loin, avec une orbite de cinq jours, se trouve LP 791-18c, un sous-Neptune qui fait plus du double de la taille de la Terre.
Leur découverte a conduit à certaines des dernières observations effectuées par le télescope spatial Spitzer avant son arrêt, fournissant plus de cinq jours d’observations au total, juste assez pour capturer deux transits de LP 791-18c, la planète la plus éloignée, lors de son passage à travers la ligne de mire entre son étoile hôte et la Terre. Mais ces données ont également capturé deux transits supplémentaires, suggérant qu’une autre planète pourrait être présente, en orbite entre les deux planètes connues.
Cela a suffi pour lancer un effort pluriannuel et multi-télescope qui a confirmé l’existence du LP 791-18d, qui prend un peu moins de trois jours pour terminer une orbite. Mais l’effort est allé bien au-delà en mesurant les variations dans le moment où les planètes ont transité devant LP 791-18. Ces variations de temps de transit sont causées par les positions relatives des trois planètes, qui déterminent si elles produisent des remorqueurs gravitationnels qui ralentissent ou accélèrent leurs orbites respectives.
En mesurant suffisamment de variations de temps de transit, les chercheurs ont déduit la force de ces remorqueurs gravitationnels et les ont utilisés pour obtenir des estimations de masse pour les deux planètes extérieures.
Pour la planète la plus externe, LP 791-18c, la masse estimée est d’environ sept fois celle de la Terre. Sur la base de son rayon 2,4 fois plus grand que celui de la Terre, si la planète avait une composition semblable à celle de la Terre, nous nous attendrions à ce qu’elle soit environ 25 fois la masse de la Terre, ce qui indique qu’elle contient beaucoup de matériaux plus légers. L’équipe de recherche conclut qu’elle possède soit une atmosphère substantielle d’hydrogène/hélium, soit qu’environ la moitié de la planète est composée de matériaux glacés.
Et la deuxième planète la plus éloignée, la LP 791-18d nouvellement découverte, a un rayon semblable à celui de la Terre (officiellement 1,03 fois celui de la Terre, avec des barres d’erreur qui incluent le rayon de la Terre). Sa masse est un peu plus faible, à 0,9 fois celle de la Terre, mais cela reste cohérent avec une composition largement rocheuse.