Un stagiaire de 17 ans à la NASA découvre une planète 6,9 fois plus grande que la Terre

TESS, le chasseur de mondes aux découvertes inattendues

Le satellite TESS de la NASA, conçu pour traquer les exoplanètes, vient de faire coup double. Loin dans le cosmos, il a déniché non pas un, mais deux mondes exceptionnels. Le premier est une planète géante qui orbite autour de deux étoiles, évoquant immédiatement des images de science-fiction. Le second est une planète de la taille de la Terre, nichée dans la zone habitable de son étoile, où l’eau liquide pourrait exister.

Ces deux annonces partagent un point commun surprenant : l’implication cruciale de très jeunes esprits. Un stagiaire de 17 ans a identifié la planète aux deux soleils, tandis qu’un autre lycéen a contribué à corriger une erreur qui a mené à la découverte du monde potentiellement habitable. Deux histoires qui prouvent que la science est aussi une affaire de passion et d’observation méticuleuse.

TOI 1338 b : une « Tatooine » découverte en trois jours

Wolf Cukier, un lycéen de 17 ans, effectuait l’été dernier un stage à la NASA. Sa mission semblait simple : analyser les données signalées par des volontaires. Mais au bout de trois jours seulement, son œil a été attiré par un signal étrange. « Je parcourais les données pour tout ce que les volontaires avaient signalé comme une binaire à éclipses, un système où deux étoiles tournent l’une autour de l’autre et, de notre point de vue, s’éclipsent à chaque orbite », a-t-il expliqué.

Le signal provenait du système TOI 1338. « Au début, j’ai pensé que c’était une éclipse stellaire, mais le timing était mauvais. Il s’est avéré que c’était une planète. » Cette planète, baptisée TOI 1338 b, a immédiatement fait rêver les passionnés d’astronomie. Une planète circumbinaire, orbitant autour de deux soleils, comme la célèbre Tatooine de la saga « Star Wars ». Située à 1 300 années-lumière dans la constellation du Peintre, elle est pour l’instant la seule planète détectée dans son système.

Cependant, toute comparaison avec un monde habitable s’arrête là. TOI 1338 b est une géante gazeuse, 6,9 fois plus grande que la Terre, atteignant presque la taille de Saturne. Elle boucle son orbite autour de ses deux étoiles en 95 jours. Ces deux soleils, quant à eux, tournent l’un autour de l’autre en seulement 15 jours. L’un est environ 10 % plus massif que notre Soleil, tandis que l’autre est plus froid, plus faible et ne représente qu’un tiers de la masse solaire.

TOI 700 d : une cousine de la Terre dans la « zone Boucles d’Or »

L’autre grande annonce de la NASA concerne une découverte plus proche de nous. TESS a identifié une planète de la taille de la Terre située dans la « zone Boucles d’Or » de son étoile, cette région ni trop chaude, ni trop froide, où l’eau pourrait exister à l’état liquide. Baptisée TOI 700 d, elle se trouve à une distance relativement faible : seulement 100 années-lumière. À titre de comparaison, l’étoile la plus proche de nous, Proxima du Centaure, n’est qu’à un peu plus de quatre années-lumière.

La découverte a été officialisée lors de la réunion d’hiver de l’American Astronomical Society à Honolulu, Hawaï. L’étoile au centre de ce système, TOI 700, est une naine rouge, bien différente de notre Soleil. Elle est petite, représentant environ 40 % de la taille de notre étoile, et seulement moitié moins chaude. TESS y a détecté trois planètes en orbite : TOI 700 b, c et d.

Seule la planète « d », la plus externe, se trouve dans cette fameuse zone habitable. Environ 20 % plus grande que la Terre, elle effectue une révolution complète autour de son étoile en 37 jours. Les scientifiques ont calculé qu’elle reçoit 86 % de l’énergie que la Terre reçoit du Soleil, des conditions qui la rendent particulièrement intéressante pour la recherche de vie future.

La science, une collaboration entre experts et amateurs éclairés

L’histoire de TOI 700 d est aussi celle d’une correction. Au départ, TESS avait mal classifié l’étoile, ce qui faussait toutes les mesures : les planètes semblaient plus grosses et plus chaudes qu’elles ne l’étaient en réalité. C’est là que des astronomes amateurs sont intervenus, dont Alton Spencer, un lycéen collaborant avec l’équipe de TESS. Ils ont identifié l’erreur.

Emily Gilbert, une étudiante diplômée de l’Université de Chicago, a confirmé l’importance de cette rectification : « Lorsque nous avons corrigé les paramètres de l’étoile, la taille de ses planètes a diminué, et nous avons réalisé que la plus externe était à peu près de la taille de la Terre et dans la zone habitable. » La découverte a ensuite été validée par le télescope spatial Spitzer. Si d’autres planètes similaires avaient déjà été trouvées, notamment par le télescope Kepler, c’est une première pour TESS, lancé en 2018.

Cette mission est un succès. « TESS a été conçu et lancé spécifiquement pour trouver des planètes de la taille de la Terre en orbite autour d’étoiles proches », a déclaré Paul Hertz, directeur de la division d’astrophysique de la NASA. La méthode est d’une redoutable efficacité : le satellite fixe une région du ciel et détecte les infimes baisses de luminosité provoquées par le passage d’une planète devant son étoile. C’est grâce à cette technique, appelée transit, qu’il peut déduire la présence, la taille et l’orbite des mondes lointains.

Détecter l’indétectable : le défi des planètes circumbinaires

La découverte de Wolf Cukier est d’autant plus remarquable que les planètes circumbinaires sont extrêmement difficiles à repérer. Le signal lumineux qu’elles provoquent est complexe à interpréter. Les éclipses régulières des deux étoiles entre elles créent déjà une variation de luminosité, un « bruit » de fond dans lequel il faut isoler la baisse de lumière, beaucoup plus faible et irrégulière, causée par le passage de la planète.

C’est précisément ce que le jeune stagiaire a réussi à faire. En remarquant que le calendrier d’une des baisses de lumière ne correspondait pas au ballet des deux étoiles, il a eu l’intuition qu’un troisième corps céleste était en jeu. Cette confirmation fait de TOI 1338 b l’une des rares planètes de ce type à être validée. Depuis la toute première découverte en 1993, les scientifiques n’ont pu confirmer l’existence que d’environ deux douzaines de mondes à deux soleils. Chaque nouvelle trouvaille est donc une pièce précieuse pour comprendre la formation des systèmes planétaires dans des environnements aussi dynamiques.

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