Comment TESS, le nouveau télescope spatial de la NASA, va partir à la recherche d'exoplanètes

Lundi, le nouveau chasseur de planète de la NASA devait être envoyé dans l'espace à bord de la fusée Falcon 9 de Space X. Le lancement qui devait avoir lieu à Cape Canaveral, en Floride, a été reporté.

Sauf en cas de nouveaux reports ou de pannes, le Transiting Exoplanet Survey Satellite, ou TESS, entrera bientôt en orbite et commencera à chercher des exoplanètes situées le plus près des étoiles les plus brillantes. Il créera ainsi un catalogue d'exoplanètes suffisamment proches pour que l'on puisse étudier des signes de vie éventuels.

« Quelques mois après son lancement, nous serons capables de déterminer quelles sont les premières étoiles familières à abriter des planètes qui pourraient ressembler à la nôtre », a déclaré Lisa Kaltenegger de l'Université Cornell.

Vous avez l'impression d'avoir déjà entendu parler d'un satellite chasseur de planètes ? C'est certainement grâce à Kepler, la vénérable sonde spatiale de la NASA, qui a découvert de nombreuses planètes. Depuis 2009, Kepler a observé des planètes du cosmos, étudiant très attentivement les empreintes visibles dans ces mondes situés à distance de la lumière stellaire. Kepler est à l'origine de la découverte de plus de 2 600 planètes et quelques-unes d'entre elles pourraient bien être rocheuses et semblables à la Terre.

Elisa Quintana, scientifique de la mission au Goddard Space Flight Center de la NASA, précise que TESS ne fera pas exactement le même travail que Kepler. Mais tous deux ont bien la même fin : trouver une réponse à cette question « sommes-nous seuls dans l'univers » ?

POURQUOI ENVOYER PLUSIEURS CHASSEURS DE PLANÈTES DANS L'ESPACE ?

Cela fait neuf ans que le vaisseau spatial Kepler est en orbite. Ses réserves en essence sont très faibles et il risque d'arrêter de fonctionner d'ici quelques mois. Cette situation est inévitable et les scientifiques s'y sont préparés. Malgré tout, il est difficile d'admettre que la fin est arrivée pour ce vaisseau, le meilleur chasseur de planète de l'Histoire. Grâce à Kepler, nous savons aujourd'hui qu'il y a plus de planètes que d'étoiles dans le ciel.

Malgré la longue espérance de vie de Kepler, il est important de continuer à chercher d'autres exoplanètes. De plus, TESS cherchera des types de planètes en particulier, au lieu de compter le nombre de planètes qui peuplent l'espace.

« Je suis impatiente de savoir combien de planètes dont la taille est comprise entre celle de la Terre et celle de Neptune va découvrir TESS », a annoncé Elisa Quintana. « Ces planètes sont les plus nombreuses, mais nous ignorons beaucoup de choses à leur sujet car elles ne font pas partie de notre système solaire ».

COMMENT TESS VA-T-ELLE TROUVER CES PLANÈTES ?

TESS va fonctionner sur le même modèle que Kepler : depuis notre point de vue, le satellite va chercher les planètes qui passent devant les étoiles. La lumière émise par celles-ci diminue alors brièvement, ce qui révèle la présence d'une planète, mais indique aussi la largeur de cette planète et quelle est sa période orbitale.

Mais contrairement à Kepler qui a analysé une seule partie du ciel étoilé pour la majorité de sa mission principale, TESS regardera partout. En zoomant autour de la Terre, le vaisseau spatial pourra observer 85 % du ciel grâce à quatre caméras et pourra s'intéresser à des étoiles spécifiques pendant 27 jours maximum. TESS commencera par étudier la partie australe du ciel la première année de sa mise en service et s'intéressera à la partie septentrionale l'année suivante.

« Avant de savoir qu'il y avait de nombreuses, fascinantes et diverses planètes dans l'univers, nous observions le ciel et étudions chaque étoile un court instant, ce qui était risqué », a indiqué Lisa Kaltenegger. « Maintenant, grâce à Kepler, nous savons combien il y a de planètes et combien d'entre elles pourraient être semblables à la nôtre. Il est donc logique d'observer le ciel ».

POURQUOI CES PLANÈTES NOUS INTÉRESSENT-ELLES TANT ?

La recherche de vie extra-terrestre est limitée par ce que nous savons. La vie sous des formes que nous ne connaissons pas peut se trouver n'importe où et elle se moque que nous n'ayons pas encore daigné l'imaginer. Pour orienter la chasse aux planètes, les astronomes vont commencer par chercher quelque chose de familier, comme une planète chaude et rocheuse en orbite autour d'une étoile assez stable où la vie s'est développée il y a longtemps.

La plupart des étoiles observées par TESS seront plus petites et moins lumineuses que la nôtre, car les plus communes dans la Voie lactée sont les naines rouges froides de type M. Les planètes qui orbitent autour de ces étoiles et où la température n'est ni trop basse, ni trop élevée pour permettre à l'eau d'exister, vont être regroupées, orbitant suffisamment près de leurs étoiles pour permettre aux scientifiques de les trouver sur plusieurs mois.

En plus, les planètes que devrait trouver TESS seront mieux placées pour pouvoir les observer et ainsi déterminer s'il existe des métabolismes extra-terrestres en surface, sous les mers et dans les nuages.

POURQUOI SERA-T-IL PLUS SIMPLE D'ÉTUDIER LA VIE SUR LES PLANÈTES DÉCOUVERTES PAR TESS ?

Dans son champ de vision, TESS ciblera les étoiles les plus lumineuses et les plus proches de notre étoile. Il s'agit de chaque étoile que vous apercevez dans le ciel la nuit, ainsi que de quelques centaines d'autres. Les scientifiques pourront ainsi trouver des planètes qui se prêtent à des observations de suivi : celles qui sont à la fois relativement proches, c'est-à-dire à environ 300 années-lumière de la Terre, et qui orbitent autour d'une étoile suffisamment lumineuse pour éclairer une atmosphère extra-terrestre.

La plupart des planètes découvertes par Kepler sont trop éloignées et orbitent autour d'étoiles qui n'émettent pas assez de lumière pour permettre ce type d'observations.

COMMENT CELA FONCTIONNE-T-IL ?

Lorsque les planètes passent devant leurs étoiles, la lumière stellaire en arrière-plan brillera à travers toute atmosphère extra-terrestre présente, offrant des indices sur la composition et le gonflement de cette dernière. Mais pour être capable de récolter ces indices à des distances cosmiques, un télescope extrêmement précis est nécessaire.

Lorsque le télescope spatial James Webb sera enfin lancé et opérationnel après de nombreux retards, il deviendra un acteur essentiel à l'exploration des atmosphères distantes et la caractérisation des planètes découvertes par TESS. En attendant, d'autres télescopes seront utilisés pour mesurer la masse des planètes identifiées par TESS, ce qui aidera les astronomes à calculer leur densité, leur composition et déterminera à quel moment une planète rocheuse comme la Terre devient une planète gazeuse comme Neptune.

Quant aux télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, ils pourraient bien être utilisés pour l'étude de l'atmosphère jusqu'à ce que Webb soit en orbite, a indiqué Elisa Quintana. 

« Le retard pris par Webb est malheureux », a-t-elle déclaré à la suite du recul du lancement qui devrait désormais avoir lieu en 2019. « Toutefois, il permettra à TESS de mener à terme sa mission principale et de constituer un catalogue des planètes des deux hémisphères ».