À l'aide des données du télescope spatial Kepler, un groupe international d'astronomes a découvert le plus ancien système planétaire connu de la galaxie - un système vieux de 11 milliards d'années de cinq planètes rocheuses toutes plus petites que la Terre. L'équipe dit que cette découverte suggère que des planètes de la taille de la Terre se sont formées pendant la majeure partie de l'histoire de l'Univers de 13,8 milliards d'années, augmentant la possibilité d'existence d'une vie ancienne - et d'une vie intelligente potentiellement avancée - dans notre galaxie.
"Le fait que des planètes rocheuses se formaient déjà dans la galaxie il y a 11 milliards d'années suggère que les planètes semblables à la Terre habitables existent probablement depuis très longtemps, beaucoup plus longtemps que l'ère de notre système solaire", a déclaré le Dr Travis Metcalfe, Chercheur scientifique principal Space Science Institute, qui faisait partie de l'équipe qui a utilisé la méthode unique d'astérosismologie pour déterminer l'âge de l'étoile.
L'étoile, nommée Kepler-444, est environ 25% plus petite que notre Soleil et à 117 années-lumière de la Terre. Le système de cinq planètes connues est très compact, et les cinq planètes en orbite autour de l'étoile mère en moins de 10 jours, ou en 0:08 AU, soit environ un cinquième de la taille de l'orbite de Mercure.
"L'étoile est légèrement plus froide que le Soleil (environ 5000 K à la surface, contre 5800 K)", a déclaré Metcalfe à Space Magazine, "mais les planètes de ce système devraient encore être fortement irradiées et inhospitalières à la vie", avec peu ou pas d'atmosphères.
L’équipe a écrit dans son article que la zone habitable du système se trouve à 0:47 AU de l’étoile mère et que toutes les planètes orbitent donc bien à l’intérieur du bord intérieur de la «zone Goldilocks» de Kepler-444.
L'équipe était dirigée par Tiago Campante, chercheur à l'Université de Birmingham au Royaume-Uni.
Les planètes ont été découvertes en analysant quatre ans de données Kepler, car le vaisseau spatial avait des observations presque continues de Kepler-444 pendant la mission active de Kepler. Le télescope spatial a pris des mesures de haute précision des changements de luminosité des étoiles dans son champ de vision. Il y a de minuscules changements de luminosité lorsque les planètes passent devant leurs étoiles.
Les signaux de transit indiquaient cinq planètes en orbite autour de Kepler-444, bien que cette étoile ait un compagnon binaire, une naine M, et c'était un processus fastidieux de démêler toutes les données pour déterminer quelles étaient les planètes et non les autres étoiles, ainsi que quelle étoile les planètes étaient en orbite.
Metcalfe a déclaré que le travail de «validation» des planètes en excluant tous les autres scénarios possibles de «faux positifs» est toujours un grand défi pour les cibles Kepler.
Mais l'astérosismologie a été utilisée pour mesurer directement l'âge précis de l'étoile. L'astérosismologie, ou sismologie stellaire, consiste essentiellement à écouter une étoile en mesurant les ondes sonores. Les ondes sonores voyagent dans l'étoile et ramènent des informations à la surface. Les ondes provoquent des oscillations que Kepler observe comme un scintillement rapide de la luminosité de l’étoile.
Comment cela peut-il aider à déterminer l'âge d'une étoile?
«À mesure qu'une étoile vieillit, elle convertit l'hydrogène en hélium dans le cœur», a déclaré Metcalfe par e-mail. "Cela modifie la densité moyenne de l'étoile au fil du temps, et l'astérosismologie fournit une mesure très précise de la densité moyenne (à partir de l'espacement régulier des fréquences d'oscillation individuelles)."
Metcalfe a déclaré que dans ce cas, l'incertitude sur l'âge de l'étoile (et donc des planètes, qui se sont formées essentiellement au même moment) n'est que de 9%, contre une incertitude typique de 30 à 50% d'autres méthodes basées sur la rotation. (gyrochronologie) ou d'autres propriétés de l'étoile.
L'équipe a également noté dans son article que cette découverte pourrait également aider à localiser le début de l'ère de la formation des planètes.
«Je pense que ce système a beaucoup à nous apprendre sur la formation des planètes et l'évolution à long terme des systèmes planétaires», a déclaré Darin Ragozzine, professeur au Florida Institute of Technology et membre de l'équipe de découverte, spécialisée dans le multitransit. systèmes. "Avec un âge de 11,2 milliards d'années, cela signifie que ce système s'est formé vers le début de l'âge de l'Univers."
L’équipe a écrit que cette découverte implique que de petites planètes de la taille de la Terre peuvent s’être facilement formées aux premières époques de l’histoire de l’Univers, même lorsque les métaux étaient plus rares.
"Au moment où la Terre s'est formée, cette étoile et son système planétaire étaient déjà plus vieux que notre planète aujourd'hui", a déclaré Ragozzine à Space Magazine. "Nous ne savons pas avec certitude si ce système est resté le même tout le temps, mais il est étonnant de penser que la petite planète intérieure a contourné l'étoile environ mille milliards de fois!"
Pour en savoir plus sur l'astérosismologie, consultez un site Web appelé Pale Blue Dot Project. Metcalfe a lancé une organisation à but non lucratif pour aider à collecter des fonds de recherche pour le Kepler Asteroseismic Science Consortium. Le projet Pale Blue Dot permet aux gens d'adopter une étoile pour soutenir l'astérosismologie, car il n'y a pas de financement de la NASA pour l'astérosismologie.
"Une grande partie de l'expertise en la matière existe en Europe et non aux États-Unis, donc comme mesure d'économie, la NASA a externalisé cette recherche particulière pour la mission Kepler", a déclaré Metcalfe, "et la NASA ne peut pas financer des chercheurs dans d'autres pays."
Metcalfe a ajouté que le programme «adoptez une étoile» soutenait l'analyse astérosismique de Kepler-444, «déterminant l'âge précis qui rend cet ancien système planétaire si intéressant… Ce financement privé de citoyens du monde entier a été une ressource inestimable pour faciliter nos recherches et alimenter des découvertes incroyables comme celle-ci. "
Vous pouvez aider cette recherche en adoptant l'une des étoiles de Kepler ou des systèmes planétaires.
Cette recherche a été publiée aujourd'hui dans le Astrophysical Journal.
Le document de l'équipe est intitulé «Un ancien système extrasolaire avec cinq planètes de taille sous-terrestre».
