Astronomie

Existe-t-il une exoplanète habitable autour de Tau Ceti ?

Existe-t-il une exoplanète habitable autour de Tau Ceti ?


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Je me demandais… y a-t-il une exoplanète habitable autour de Tau Ceti ?


Version TLDR : probablement pas, et les revendications pour l'habitabilité des planètes dans ce système sont sur un terrain instable.

La version longue suit.

Planètes

Ainsi, à partir de Feng et al. (2017), il y a quatre planètes candidates autour de Tau Ceti :

PlanèteMasse minimale ($M_dot$)Demi-grand axe (UA)
Tau Ceti g$1.75^{+0.25}_{-0.40}$$0.133^{+0.001}_{-0.002}$
Tau Ceti h$1.83^{+0.68}_{-0.26}$$0.243^{+0.003}_{-0.003}$
Tau Ceti e$3.93^{+0.83}_{-0.64}$$0.538^{+0.006}_{-0.006}$
Tau Ceti f$3.93^{+1.05}_{-1.37}$$1.334^{+0.017}_{-0.044}$

Notez que les désignations Tau Ceti b, c et d font référence à des planètes candidates dont on pense qu'elles n'existent plus. Les barres d'erreur font référence aux centiles de 1 % et 99 %. $M_oplus$ est la masse de la Terre.

Le Feng et al. (2017) note également que le système est dynamiquement emballé, ce qui n'augure rien de bon pour les perspectives de planètes supplémentaires entre les planètes candidates connues (notez que leur figure 17 montre les régions où les planètes interféreraient avec l'un l'autre, pas les régions de stabilité pour une planète supplémentaire).

La zone habitable

La conclusion de l'article donne la luminosité de Tau Ceti à 0,52 fois le soleil et la température effective à 5344 K. En utilisant ces valeurs, les limites de la zone habitable peuvent être calculées à partir de Kopparapu et al. (2013), qui suppose que les conditions habitables sont maintenues par le cycle carbonate-silicate avec le dioxyde de carbone comme principal gaz à effet de serre (non condensable).

Limites intérieures

FrontièreDistance (UA)
Vénus récente0.551
Serre en fuite0.723
Serre humide0.729

La limite de serre humide est la limite intérieure la plus conservatrice, elle se produit là où suffisamment de vapeur d'eau pénètre dans la haute atmosphère pour que la perte d'eau commence à se produire de la planète. Dans notre système solaire, la Terre est située près de cette limite dans la partie interne de la zone habitable la plus conservatrice.

L'emballement de la limite de serre se produit lorsque la rétroaction positive de la vapeur d'eau dépasse la rétroaction négative stabilisatrice du cycle silicate-carbonate, entraînant une évaporation supplémentaire des océans et des températures plus élevées. On pense que cela s'est produit sur Vénus, laissant la planète dans l'état où elle se trouve aujourd'hui.

La limite récente de Vénus est basée sur la possibilité que Vénus ait retenu les océans pendant plusieurs milliards d'années. Ce n'est pas connu avec certitude car notre connaissance de l'évolution de Vénus est plutôt incomplète et les conditions à la surface de la planète ne sont pas favorables à la conduite de rovers pour enquêter sur la géologie.

De là, nous voyons que Tau Ceti e est situé près de la limite récente de Vénus et est plus proche de l'étoile que la limite de la serre en fuite. Cela suggère que tous les océans qui auraient pu exister se seraient probablement évaporés, laissant la planète dans un état semblable à celui de Vénus.

Les planètes g et h sont trop proches de l'étoile.

Limites extérieures

FrontièreDistance (AU)
Serre maximale1.279
Mars au début1.330

La limite maximale de serre est la distance la plus éloignée de l'étoile à laquelle une atmosphère de dioxyde de carbone sans nuages ​​peut supporter des conditions compatibles avec l'eau liquide. Au-delà, la diffusion accrue conduit à une réflectivité accrue de la planète et du CO2 commencerait à se condenser, le retirant de l'atmosphère et entraînant un refroidissement incontrôlable. Il s'agit de la limite de la zone habitable extérieure la plus conservatrice. Notez qu'à ce stade, la planète aurait besoin de plusieurs barres de CO2 ce qui le rendrait toxique pour l'homme.

La limite de Mars au début est basée sur l'observation que Mars a réussi à maintenir l'eau de surface (par exemple, diverses rivières et un éventuel océan nord) au début du système solaire lorsque le Soleil était nettement plus faible qu'il ne l'est aujourd'hui. Tau Ceti f est situé juste à cette limite.

Extensions de la zone habitable

Aucune des planètes ne tombe dans la zone habitable la plus conservatrice, et Tau Ceti e et f sont aux limites des estimations les plus optimistes pour les limites de la zone habitable. Il existe néanmoins des possibilités d'extension de la zone habitable.

À la frontière intérieure, un effet de serre incontrôlable pourrait être évité sur les planètes sèches, où il n'y a tout simplement pas assez d'eau pour s'évaporer pour générer la rétroaction positive, voir Zsom et al. (2013). Il n'est pas clair pour moi qu'une telle planète puisse être décrite comme habitable, car de telles planètes peuvent ne pas disposer des systèmes hydrothermaux qui pourraient servir de sites pour l'abiogenèse. Leur évolution géologique serait probablement sensiblement différente de celle de la Terre sans eau pour lubrifier la tectonique des plaques.

Une autre possibilité concerne les planètes à rotation lente, où des couches nuageuses substantielles peuvent s'accumuler du côté diurne de la planète et augmenter la réflectivité, comme l'ont noté Yang et al. (2014). En revanche, Scholz et al. (2018) ont noté qu'il semble exister une relation masse-spin universelle qui s'étend des planètes aux naines brunes. Cela prédit que les super-Terres tourneraient probablement trop vite pour que ce mécanisme fonctionne à moins qu'elles n'aient été entraînées par des marées stellaires ou une grande lune.

Sur la limite extérieure, l'ajout de gaz à effet de serre supplémentaires tels que le méthane peut contribuer à étendre la zone habitable extérieure, voir par exemple Ramirez & Kaltenegger (2018). Cela a été suggéré comme le mécanisme permettant d'autoriser l'eau de surface sur Mars, ce qui suggérerait que la limite "Early Mars" est un point de données observé dans la zone habitable du méthane. Une autre possibilité est qu'une atmosphère dense d'hydrogène puisse maintenir de l'eau liquide, par ex. Pierrehumbert & Gaidos (2011) bien que la pression d'une telle atmosphère puisse bien avoir des implications pour la géologie de la planète et donc le potentiel d'abiogenèse.

Les planètes dont les climats sont stabilisés par autre chose que le cycle carbonate-silicate, ou qui ont des compositions atmosphériques sensiblement différentes, auraient des limites de zones habitables différentes (si les océans souterrains sur des mondes glacés sont habitables, il peut y avoir des perspectives intéressantes pour les planètes naines dans la ceinture de débris externe ), mais cela devient déjà assez spéculatif, d'ailleurs il y a une autre objection possible à l'habitabilité de ces planètes…

Masses planétaires

Une limitation de la méthode de vitesse radiale est que seules les masses minimales peuvent être dérivées. Avec Tau Ceti, nous avons un moyen possible d'estimer les vraies masses : l'étoile est entourée d'un disque de débris (cela fournirait probablement une source d'impacteurs sur les planètes, la gravité de la situation dépend de la quantité de matière qui est perturbée dans le système intérieur). En utilisant les observations de Herschel, Lawler et al. (2014) donnent une inclinaison de 35±10 degrés. En supposant que les planètes se trouvent dans le même plan que le disque, les masses réelles seraient donc environ 1,74 fois supérieures aux masses minimales.

Sous cette hypothèse, les masses réelles des planètes e et f sont toutes les deux d'environ 6,85 masses terrestres. En prenant la limite inférieure de 99 % sur les barres d'erreur de masse minimale et une inclinaison orbitale de 45 ° comme estimation basse, celles-ci seraient de 4,65 masses terrestres pour e et de 3,62 masses terrestres pour f.

La nature des planètes

Selon Rogers (2014), la transition entre les planètes rocheuses et les planètes semblables à Neptune se situe quelque part dans la région de 1,4 à 1,6 rayon terrestre. En utilisant la relation masse-rayon de Zeng et al. (2016) et leur fraction massique centrale de 0,26 pour les planètes telluriques typiques, ces limites de rayon correspondent à des planètes telluriques d'environ 3,3 à 5,4 masses terrestres.

Cela suggère que Tau Ceti e et f sont assez susceptibles d'être des planètes sous-Neptune plutôt que des planètes rocheuses, bien que les mises en garde soient que dans le cas optimiste, elles peuvent avoir des masses en dessous de la transition rocheuse/de type Neptune, et qu'il semble y avoir quelques cas de planètes rocheuses au-dessus de la transition (la plupart d'entre elles sont probablement des noyaux évaporés de planètes de type Neptune, ce qui ne s'appliquerait pas à Tau Ceti e et f car ils ont des niveaux d'irradiation stellaire beaucoup plus faibles).

Conclusion

Dans l'état actuel des connaissances, Tau Ceti ne semble pas être une bonne perspective pour les planètes habitables. Tau Ceti e et f sont plutôt marginaux en termes de localisation dans la zone habitable, et leurs masses sont suffisamment élevées pour qu'il y ait de fortes chances qu'il s'agisse de sous-Neptunes plutôt que de planètes rocheuses. L'emballage dynamique du système rend peu probable qu'il puisse y avoir une planète plus petite et tempérée dans la zone habitable entre les planètes connues.


Une autre terre potentiellement habitable trouvée en orbite autour de Tau Ceti

Tau Ceti est l'étoile unique la plus proche qui a la même classification spectrale que notre Soleil. Il est situé à environ 12 années-lumière dans la constellation de Cetus.

Les astronomes ont combiné plus de six mille observations provenant de trois instruments différents et ont modélisé de manière intensive les données. En utilisant de nouvelles techniques, ils ont trouvé une méthode pour détecter des signaux deux fois plus petits que l'on pensait auparavant. Cela améliore considérablement la sensibilité des recherches de petites planètes et suggère que Tau Ceti n'est pas une étoile solitaire mais héberge un riche système planétaire.

« Nous avons été les pionniers de nouvelles techniques de modélisation de données en ajoutant des signaux artificiels aux données et en testant notre récupération des signaux avec une variété d'approches différentes. Cela a considérablement amélioré nos techniques de modélisation du bruit et augmenté notre capacité à trouver des planètes de faible masse », a expliqué le Dr Tuomi, co-auteur d'un article qui sera publié dans la revue. Astronomie et astrophysique (version arXiv.org).

On estime que les cinq planètes de Tau Ceti ont des masses comprises entre deux et six fois la masse de la Terre, ce qui en fait le système planétaire de masse la plus faible jamais détecté. L'une des planètes se trouve dans la zone habitable de l'étoile et a une masse environ cinq fois supérieure à celle de la Terre, ce qui en fait la plus petite planète en orbite dans la zone habitable de toute étoile semblable au Soleil.

Voici une vue d'artiste du système Tau Ceti (J. Pinfield / RoPACS Network / University of Hertfordshire)

« Nous avons choisi Tau Ceti pour cette étude de modélisation du bruit car nous pensions qu'il ne contenait aucun signal. Et comme il est si brillant et similaire à notre Soleil, c'est un système de référence idéal pour tester nos méthodes de détection de petites planètes », a déclaré le co-auteur, le Dr Hugh Jones.

“Tau Ceti est l'un de nos voisins cosmiques les plus proches et si brillant que nous pourrons peut-être étudier les atmosphères de ces planètes dans un avenir pas trop lointain. Les systèmes planétaires trouvés autour des étoiles proches de notre Soleil indiquent que ces systèmes sont courants dans notre galaxie de la Voie lactée, a ajouté le Dr James Jenkins de l'Université du Chili et de l'Université du Hertfordshire.

« Cette découverte est conforme à notre point de vue émergent selon lequel pratiquement toutes les étoiles ont des planètes et que la galaxie doit avoir de nombreuses planètes de la taille de la Terre potentiellement habitables. Ils sont partout, même juste à côté ! a déclaré le co-auteur, le Dr Steve Vogt de l'Université de Californie à Santa Cruz.

« Nous commençons maintenant à comprendre que la nature semble préférer massivement les systèmes qui ont plusieurs planètes avec des orbites de moins de cent jours. Ceci est assez différent de notre propre système solaire où il n'y a rien avec une orbite à l'intérieur de celle de Mercure. Donc, notre système solaire est, dans un certain sens, un peu un monstre et pas le type de système le plus typique que la nature concocte. »

"Alors que nous regardons le ciel nocturne, il vaut la peine de penser qu'il pourrait bien y avoir plus de planètes que d'étoiles… dont une partie pourrait bien être habitable", a déclaré le co-auteur, le Dr Chris Tinney de l'Université. de la Nouvelle-Galles du Sud.

Informations bibliographiques : M. Tuomi et al. 2012. Signaux intégrés dans le bruit de vitesse radiale. Accepté pour publication dans le Astronomie et astrophysique arXiv : 1212.4277


Cinq planètes autour de l'étoile voisine Tau Ceti One dans la zone habitable

Regardez dans le ciel cette nuit vers le sud-est dans la constellation de Cetus. Il y a une étoile à l'œil nu nommée Tau Ceti qui se trouve à environ 12 années-lumière de la Terre, et les astronomes ont découvert un système d'au moins cinq planètes en orbite autour de Tau Ceti, dont une dans la zone habitable de l'étoile.

Alors que la récente découverte d'une planète de la taille de la Terre autour du système d'étoiles triples Alpha Centauri est la planète la plus proche qui a été découverte à seulement 4,3 années-lumière, cette nouvelle découverte est l'étoile solaire la plus proche que nous connaissions pour héberger tout un système de planètes. On estime que les cinq planètes ont des masses comprises entre deux et six fois la masse de la Terre, ce qui en fait le système planétaire de masse la plus faible jamais détecté. La planète dans la zone habitable de l'étoile a une masse environ cinq fois supérieure à celle de la Terre, ce qui en fait la plus petite planète en orbite dans la zone habitable de toute étoile semblable au Soleil.

"Cette découverte est conforme à notre point de vue émergent selon lequel pratiquement toutes les étoiles ont des planètes et que la galaxie doit avoir de nombreuses planètes de la taille de la Terre potentiellement habitables", a déclaré l'astronome Steve Vogt de l'UC Santa Cruz, coauteur de l'article décrivant la découverte. « Nous commençons maintenant à comprendre que la nature semble préférer massivement les systèmes qui ont plusieurs planètes avec des orbites de moins de 100 jours. Ceci est assez différent de notre propre système solaire, où il n'y a rien avec une orbite à l'intérieur de celle de Mercure. Donc, notre système solaire est, dans un certain sens, un peu un monstre et pas le type de système le plus typique que la nature concocte.”

Une impression d'artiste du système Tau Ceti. (Image de J. Pinfield pour le réseau RoPACS de l'Université du Hertfordshire.)

Tau Ceti a longtemps été la cible d'études astronomiques détaillées et de science-fiction prometteuse, car elle fait partie des 20 étoiles les plus proches de la Terre. Il est également facilement visible à l'œil nu et peut être vu à la fois depuis l'hémisphère nord et sud. Au cours des années 1960, le projet Ozma, dirigé par Frank Drake du SETI, a sondé Tau Ceti à la recherche de signes de vie en étudiant les ondes radio interstellaires avec le radiotélescope de Green Bank. Des auteurs de science-fiction comme Robert Heinlein, Isaac Asimov et Frank Herbert ont utilisé Tau Ceti comme destinations et points focaux dans leurs livres.

Les scientifiques savent que cette étoile a un disque de débris poussiéreux au moins 10 fois plus massif que la ceinture de Kuiper de notre système solaire, et il a été observé assez longtemps qu'aucune planète plus grande que Jupiter n'a été trouvée.

Une équipe internationale d'astronomes du Royaume-Uni, du Chili, des États-Unis et d'Australie, a combiné plus de six mille observations du spectrographe UCLES sur le télescope anglo-australien, le spectrographe HIRES sur le télescope Keck, et la réanalyse des spectres pris avec le spectrographe HARPS disponible dans les archives publiques de l'Observatoire européen austral.

En utilisant de nouvelles techniques, l'équipe a trouvé une méthode pour détecter des signaux deux fois plus petits que les observations précédentes, améliorant considérablement la sensibilité des recherches de petites planètes.

"Nous avons été les pionniers de nouvelles techniques de modélisation de données en ajoutant des signaux artificiels aux données et en testant notre récupération des signaux avec une variété d'approches différentes", a déclaré l'auteur principal Mikko Tuomi de l'Université du Hertfordshire. “Cela a considérablement amélioré nos techniques de modélisation du bruit et augmenté notre capacité à trouver des planètes de faible masse.”

Tau Ceti e est la planète de la zone habitable, et son année est environ deux fois moins longue que la nôtre. Une étude indépendante des données du système réalisée par Abel Méndez à l'Université de Porto Rico à Arecibo indique que la cinquième planète, Tau Ceti f, pourrait également se trouver dans la zone habitable.

Alors que plus de 800 planètes ont été découvertes en orbite autour d'autres mondes, les planètes en orbite autour des étoiles semblables au Soleil les plus proches sont particulièrement précieuses à étudier, a déclaré l'équipe.

“Tau Ceti est l'un de nos voisins cosmiques les plus proches et si brillant que nous pourrons peut-être étudier les atmosphères de ces planètes dans un avenir pas si lointain. Les systèmes planétaires trouvés autour des étoiles proches de notre Soleil indiquent que ces systèmes sont courants dans notre galaxie de la Voie lactée, a déclaré James Jenkins de l'Universidad de Chile, chercheur invité à l'Université du Hertfordshire.

L'article de l'équipe qui a été accepté pour publication dans Astronomy & Astrophysics.


Contenu

Le nom "Tau Ceti" est la désignation Bayer pour cette étoile, établie en 1603 dans le cadre du cartographe céleste allemand Johann Bayer Uranométrie catalogue d'étoiles : il s'agit du "numéro T" dans la séquence de Bayer de la constellation Cetus. Dans le catalogue des étoiles de la Calendrier d'Al Achsasi al Mouakket, écrit au Caire vers 1650, cette étoile fut désignée Thālith al Naʽāmāt (ثالث النعامات - thālith al-naʽāmāt), qui a été traduit en latin par Tertia Struthionum, sens la troisième des autruches. [18] Cette étoile, ainsi que η Cet (Deneb Algenubi), θ Cet (Thanih Al Naamat), ζ Cet (Baten Kaitos) et υ Cet, étaient Al Naʽāmāt (النعامات), les Autruches poules. [19] [20]

En astronomie chinoise, le « grenier céleste carré » (chinois : 天倉 pinyin : Tian Cang ) fait référence à un astérisme composé de τ Ceti, ι Ceti, η Ceti, ζ Ceti, θ Ceti et 57 Ceti. [21] Par conséquent, le nom chinois de τ Ceti lui-même est « la cinquième étoile du grenier céleste carré » (chinois : 天倉五 pinyin : Tiān Cāng wǔ ). [22]

Le mouvement propre d'une étoile est sa vitesse de déplacement à travers la sphère céleste, déterminée en comparant sa position par rapport à des objets d'arrière-plan plus éloignés. Tau Ceti est considérée comme une étoile à mouvement élevé, bien qu'elle n'ait qu'une traversée annuelle d'un peu moins de 2 secondes d'arc. [nb 3] Il faudra donc environ 2000 ans avant que la localisation de cette étoile ne se décale de plus d'un degré. Un mouvement propre élevé est un indicateur de proximité avec le Soleil. [23] Les étoiles proches peuvent traverser un angle d'arc à travers le ciel plus rapidement que les étoiles d'arrière-plan éloignées et sont de bons candidats pour les études de parallaxe. Dans le cas de Tau Ceti, les mesures de parallaxe indiquent une distance de 11,9 al. Cela en fait l'un des systèmes stellaires les plus proches du Soleil et l'étoile spectrale de classe G la plus proche après Alpha Centauri A. [24]

La vitesse radiale d'une étoile est la composante de son mouvement qui se rapproche ou s'éloigne du Soleil. Contrairement au mouvement propre, la vitesse radiale d'une étoile ne peut pas être observée directement, mais peut être déterminée en mesurant son spectre. En raison du décalage Doppler, les raies d'absorption dans le spectre d'une étoile seront légèrement décalées vers le rouge (ou des longueurs d'onde plus longues) si l'étoile s'éloigne de l'observateur, ou vers le bleu (ou des longueurs d'onde plus courtes) lorsqu'elle se déplace vers le observateur.Dans le cas de Tau Ceti, la vitesse radiale est d'environ -17 km/s, la valeur négative indiquant qu'elle se dirige vers le Soleil. [25] L'étoile fera son approche la plus proche du Soleil dans environ 43 000 ans, lorsqu'elle viendra à 10,6 ly (3,25 pc). [26]

La distance à Tau Ceti, ainsi que son mouvement propre et sa vitesse radiale, donnent ensemble le mouvement de l'étoile à travers l'espace. La vitesse spatiale par rapport au Soleil est de 37,2 km/s. [27] Ce résultat peut ensuite être utilisé pour calculer une trajectoire orbitale de Tau Ceti à travers la Voie lactée. Il a une distance galactocentrique moyenne de 9,7 kiloparsec (32 000 al) et une excentricité orbitale de 0,22. [28]

On pense que le système Tau Ceti n'a qu'un seul composant stellaire. Un compagnon optique faible a été observé avec une magnitude de 13,1. En 2000, il était distant de 137 secondes d'arc du primaire. Il peut être lié gravitationnellement, mais il est plus probable qu'il s'agisse d'une coïncidence en ligne de mire. [29] [30] [31]

La plupart des connaissances sur les propriétés physiques de Tau Ceti et de son système ont été déterminées par des mesures spectroscopiques. En comparant le spectre aux modèles calculés d'évolution stellaire, l'âge, la masse, le rayon et la luminosité de Tau Ceti peuvent être estimés. Cependant, à l'aide d'un interféromètre astronomique, les mesures du rayon de l'étoile peuvent être effectuées directement avec une précision de 0,5%. [2] Grâce à de tels moyens, le rayon de Tau Ceti a été mesuré à 79,3% ± 0,4% du rayon solaire. [2] C'est à peu près la taille attendue pour une étoile avec une masse légèrement inférieure à celle du Soleil. [32]

Rotation Modifier

La période de rotation pour Tau Ceti a été mesurée par des variations périodiques des raies d'absorption classiques H et K du calcium ionisé simple (Ca II). Ces raies sont étroitement associées à l'activité magnétique de surface, [33] de sorte que la période de variation mesure le temps nécessaire aux sites d'activité pour effectuer une rotation complète autour de l'étoile. Par ce moyen, la période de rotation pour Tau Ceti est estimée à 34 jours. [10] En raison de l'effet Doppler, la vitesse de rotation d'une étoile affecte la largeur des raies d'absorption dans le spectre (la lumière du côté de l'étoile s'éloignant de l'observateur sera déplacée vers une lumière de longueur d'onde plus longue du côté se déplaçant vers l'observateur sera décalée vers une longueur d'onde plus courte). En analysant la largeur de ces lignes, la vitesse de rotation d'une étoile peut être estimée. La vitesse de rotation projetée pour Tau Ceti est

véq · péché je 1 km/s,

véq est la vitesse à l'équateur, et je est l'angle d'inclinaison de l'axe de rotation par rapport à la ligne de visée. Pour une étoile typique du G8, la vitesse de rotation est d'environ 2,5 km/s. Les mesures de vitesse de rotation relativement faibles peuvent indiquer que Tau Ceti est vu depuis presque la direction de son pôle. [34] [35]

Metallicité Modifier

La composition chimique d'une étoile fournit des indices importants sur son histoire évolutive, y compris l'âge auquel elle s'est formée. Le milieu interstellaire de poussière et de gaz à partir duquel les étoiles se forment est principalement composé d'hydrogène et d'hélium avec des traces d'éléments plus lourds. À mesure que les étoiles proches évoluent et meurent continuellement, elles ensemencent le milieu interstellaire avec une portion croissante d'éléments plus lourds. Ainsi, les étoiles plus jeunes ont tendance à avoir une plus grande proportion d'éléments lourds dans leur atmosphère que les étoiles plus âgées. Ces éléments lourds sont appelés "métaux" par les astronomes, et la partie des éléments lourds est la métallicité. [36] La quantité de métallicité dans une étoile est donnée en termes de rapport entre le fer (Fe), un élément lourd facilement observable, et l'hydrogène. Un logarithme de l'abondance relative du fer est comparé au Soleil. Dans le cas du Tau Ceti, la métallicité atmosphérique est

équivalent à environ un tiers de l'abondance solaire. Les mesures passées ont varié de -0,13 à -0,60. [7] [37]

Cette plus faible abondance de fer indique que Tau Ceti est presque certainement plus vieux que le Soleil. Son âge était auparavant estimé à environ 10 Gyr , mais on pense maintenant qu'il est environ la moitié de celui-ci, à 5,8 Gyr . [11] Cela se compare à 4,57 Gyr pour le Soleil. Cependant, les estimations d'âge calculées pour Tau Ceti peuvent aller de 4,4 à 12 Gyr , selon le modèle adopté. [32]

Outre la rotation, un autre facteur qui peut élargir les caractéristiques d'absorption dans le spectre d'une étoile est l'élargissement de la pression. La présence de particules proches affecte le rayonnement émis par une particule individuelle. Ainsi, la largeur de la ligne dépend de la pression de surface de l'étoile, qui à son tour est déterminée par la température et la gravité de surface. Cette technique a été utilisée pour déterminer la gravité de surface de Tau Ceti. Le journal g , ou logarithme de la gravité de surface de l'étoile, est d'environ 4,4, très proche du log g = 4,44 pour le Soleil. [7]

Luminosité et variabilité Modifier

La luminosité de Tau Ceti est égale à seulement 55% de la luminosité du Soleil. [28] Une planète terrestre devrait orbiter autour de cette étoile à une distance d'environ 0,7 UA pour correspondre au niveau d'insolation solaire de la Terre. C'est à peu près la même que la distance moyenne entre Vénus et le Soleil.

La chromosphère de Tau Ceti - la partie de l'atmosphère d'une étoile juste au-dessus de la photosphère émettrice de lumière - affiche actuellement peu ou pas d'activité magnétique, indiquant une étoile stable. [38] Une étude de 9 ans sur la température, la granulation et la chromosphère n'a montré aucune variation systématique. Les émissions de Ca II autour des bandes infrarouges H et K montrent un cycle possible de 11 ans, mais celui-ci est faible par rapport au Soleil. [34] Alternativement, il a été suggéré que l'étoile pourrait être dans un état de faible activité analogue à un minimum de Maunder - une période historique, associée au petit âge glaciaire en Europe, lorsque les taches solaires sont devenues extrêmement rares à la surface du Soleil. [39] [40] Les profils de ligne spectrale de Tau Ceti sont extrêmement étroits, indiquant une faible turbulence et une rotation observée. [41] Les oscillations de l'étoile ont une amplitude d'environ la moitié de celle du Soleil et une durée de vie de mode inférieure. [2]

Le système planétaire Tau Ceti [9] [15] [42] [43] [44] [45]
Un compagnon
(dans l'ordre de l'étoile)
Masse Demi-grand axe
(UA)
Période orbitale
(journées)
Excentricité Inclination Rayon
b (non confirmé) ≥2.00 ± 0.80 M 0.105 ± 0.006 13.965 ± 0.024 0.16 ± 0.22
g ≥ 1.75 +0.25
−0.40 M
0.133 +0.001
−0.002
20.00 +0.02
−0.01
0.06 +0.13
−0.06
c (non confirmé) ≥3.1 ± 1.40 M 0.195 ± 0.011 35.362 ± 0.106 0.03 ± 0.28
h ≥ 1.83 +0.68
−0.26 M
0.243 ± 0.003 49.41 +0.08
−0.10
0.23 +0.16
−0.15
(non confirmé) ≥3.60 ± 1.7 M 0.374 ± 0.02 94.11 ± 0.7 0.08 ± 0.26
e ≥ 3.93 +0.83
−0.64 M
0.538 ± 0.006 162.87 +1.08
−0.46
0.18 +0.18
−0.14
F ≥ 3.93 +1.05
−1.37 M
1.334 +0.017
−0.044
636.13 +11.70
−47.69
0.16 +0.07
−0.16
je (non confirmé) 1 – 2 MJ 3 – 20
Disque de débris 6.2 +9.8
−4.6 – 52 +3
-8 UA
35 ± 10 °

Les principaux facteurs qui motivent l'intérêt de la recherche pour Tau Ceti sont sa proximité, ses caractéristiques semblables au Soleil et les implications pour la vie possible sur ses planètes. À des fins de catégorisation, Hall et Lockwood rapportent que « les termes « étoile semblable au solaire », « analogue solaire » et « jumeau solaire » [sont] des descriptions progressivement restrictives ». [46] Tau Ceti correspond à la deuxième catégorie, étant donné sa masse similaire et sa faible variabilité, mais son manque relatif de métaux. Les similitudes ont inspiré les références de la culture populaire pendant des décennies, ainsi que l'examen scientifique.

En 1988, des observations de vitesse radiale ont exclu toute variation périodique attribuable aux planètes massives autour de Tau Ceti à l'intérieur de distances semblables à celles de Jupiter. [47] [48] Des mesures toujours plus précises continuent d'exclure de telles planètes, au moins jusqu'en décembre 2012. [48] La précision de vitesse atteinte est d'environ 11 m/s mesurée sur une période de 5 ans. [49] Ce résultat exclut les Jupiters chauds et exclut probablement toutes les planètes avec une masse minimale supérieure ou égale à la masse de Jupiter et avec des périodes orbitales inférieures à 15 ans. [50] De plus, une étude des étoiles proches par la caméra à champ large et planétaire du télescope spatial Hubble a été achevée en 1999, y compris une recherche de compagnons faibles de Tau Ceti, aucun n'a été découvert dans les limites du pouvoir de résolution du télescope. [51]

Cependant, ces recherches n'ont exclu que les corps naines brunes plus grands et les planètes géantes en orbite plus proche, donc les planètes plus petites, semblables à la Terre en orbite autour de l'étoile, comme celles découvertes en 2012, n'ont pas été exclues. [51] Si les Jupiters chauds devaient exister en orbite proche, ils perturberaient probablement la zone habitable de l'étoile, leur exclusion était donc considérée comme positive pour la possibilité de planètes semblables à la Terre. [47] [52] La recherche générale a montré une corrélation positive entre la présence de planètes et une étoile parente à relativement haute métallicité, suggérant que les étoiles à plus faible métallicité telles que Tau Ceti ont moins de chances d'avoir des planètes. [53]

Le 19 décembre 2012, des preuves ont été présentées suggérant un système de cinq planètes en orbite autour de Tau Ceti. [9] Les masses minimales estimées des planètes étaient comprises entre 2 et 6 masses terrestres, avec des périodes orbitales allant de 14 à 640 jours. L'un d'eux, Tau Ceti e, semble orbiter à environ la moitié de la distance de Tau Ceti que la Terre ne le fait du Soleil. Avec une luminosité de Tau Ceti de 52% de celle du Soleil et une distance de l'étoile de 0,552 UA, la planète recevrait 1,71 fois plus de rayonnement stellaire que la Terre, légèrement moins que Vénus avec 1,91 fois celle de la Terre. Néanmoins, certaines recherches le placent dans la zone habitable de l'étoile. [12] [13] Le Planetary Habitability Laboratory a estimé que Tau Ceti f, qui reçoit 28,5% autant de lumière stellaire que la Terre, se trouverait dans la zone habitable de l'étoile, bien qu'étroitement. [14]

L'équipe de découverte a affiné sa méthodologie, amélioré ses mesures de vitesse radiale et publié ses nouveaux résultats en août 2017. Ils ont confirmé Tau Ceti e et f comme candidats mais n'ont pas réussi à détecter systématiquement les planètes b (ce qui peut être un faux négatif), c ( dont le signal apparent faiblement défini était corrélé à la rotation stellaire), et d (qui n'apparaissait pas dans tous les ensembles de données). Au lieu de cela, ils ont trouvé deux nouveaux candidats planétaires, g et h, avec des orbites de 20 et 49 jours. Le modèle à 4 planètes mis à jour est dynamiquement emballé et potentiellement stable pendant des milliards d'années.

Cependant, avec des améliorations supplémentaires, encore plus de planètes candidates ont été détectées. En 2019, un article publié dans Astronomie et astrophysique ont suggéré que Tau Ceti pourrait avoir un Jupiter ou un super-Jupiter basé sur une vitesse astrométrique tangentielle d'environ 11,3 m/s. La taille et la position exactes de cet objet conjecturé n'ont pas été déterminées, bien qu'il soit au plus de 5 masses de Jupiter s'il orbite entre 3 et 20 UA. [15] [n° 4] A 2020 Journal astronomique Une étude menée par les astronomes Jeremy Dietrich et Daniel Apai a analysé la stabilité orbitale des planètes connues et, compte tenu des modèles statistiques identifiés à partir de centaines d'autres systèmes planétaires, a exploré les orbites sur lesquelles la présence de planètes supplémentaires, non encore détectées, est la plus probable. Cette analyse a prédit trois planètes candidates sur des orbites coïncidant avec les planètes candidates b, c et d. [45] La correspondance étroite entre les périodes planétaires prédites indépendamment et les périodes des trois planètes candidates précédemment identifiées dans les données de vitesse radiale soutient fortement la véritable nature planétaire des candidats b, c et c. En outre, l'étude prédit également au moins une planète non encore détectée entre les planètes e et f, c'est-à-dire dans la zone habitable. [45] Cette exoplanète prédite est identifiée comme PxP-4. [nb 5] Les signaux détectés des planètes candidates ont des vitesses radiales aussi faibles que 30 cm/s, et la méthode expérimentale utilisée pour leur détection, telle qu'elle a été appliquée à HARPS, aurait pu en théorie détecter jusqu'à environ 20 cm/s . [43]

Si Tau Ceti est aligné de telle manière qu'il est presque en pôle avec la Terre (comme sa rotation pourrait l'indiquer), ses planètes seraient moins similaires à la masse de la Terre et davantage à Neptune, Saturne ou Jupiter. Par exemple, si l'orbite de Tau Ceti f était inclinée de 70 degrés par rapport à la Terre, sa masse serait de 4,18 +1,12
-1,46 masses terrestres, ce qui en fait une super-Terre moyenne à basse. Cependant, ces scénarios ne sont pas nécessairement vrais puisque le disque de débris de Tau Ceti a une inclinaison de 35 ± 10 , les orbites des planètes pourraient être inclinées de la même manière. Si le disque de débris et les orbites de f étaient supposés égaux, f serait compris entre 5,56 +1,48
−1.94 et 9.30 +2.48
-3,24 masses terrestres, ce qui en fait un peu plus susceptible d'être un mini-Neptune.

Tau Ceti e Modifier

Tau Ceti e est une planète confirmée [43] en orbite autour de Tau Ceti qui a été détectée par des analyses statistiques des données des variations de la vitesse radiale de l'étoile obtenues à l'aide de HIRES, AAPS et HARPS. [9] [55] Ses propriétés possibles ont été affinées en 2017 : [43] il orbite à une distance de 0,552 UA (entre les orbites de Vénus et de Mercure dans le système solaire) avec une période orbitale de 168 jours et a une masse minimale de 3,93 masses terrestres. Si Tau Ceti e possédait une atmosphère semblable à la Terre, la température de surface serait d'environ 68 °C (154 °F). [56] Sur la base du flux incident sur la planète, une étude de Güdel et al. (2014) ont émis l'hypothèse que la planète pourrait se trouver en dehors de la zone habitable et plus proche d'un monde semblable à Vénus. [57]

Tau Ceti f Modifier

Tau Ceti f est une super-Terre confirmée [43] Tau Ceti en orbite qui a été découverte en 2012 par des analyses statistiques des variations de la vitesse radiale de l'étoile, sur la base de données obtenues à l'aide de HIRES, AAPS et HARPS. [9] Il est intéressant car son orbite le place dans la zone habitable étendue de Tau Ceti. [58] Cependant, une étude de 2015 implique qu'il se trouve dans la zone tempérée depuis moins d'un milliard d'années, il se peut donc qu'il n'y ait pas de biosignature détectable. [59]

Peu de propriétés de la planète sont connues à part son orbite et sa masse. Il orbite Tau Ceti à une distance de 1,35 UA (près de l'orbite de Mars dans le système solaire) avec une période orbitale de 642 jours et a une masse minimale de 3,93 masses terrestres. [43]

Disque de débris Modifier

En 2004, une équipe d'astronomes britanniques dirigée par Jane Greaves a découvert que Tau Ceti a plus de dix fois la quantité de matière cométaire et astéroïde en orbite autour du Soleil. Cela a été déterminé en mesurant le disque de poussière froide en orbite autour de l'étoile produit par des collisions entre de si petits corps. [60] Ce résultat met un frein à la possibilité d'une vie complexe dans le système, car toutes les planètes souffriraient d'événements d'impact importants environ dix fois plus fréquemment que la Terre. Greaves a noté au moment de ses recherches qu'"il est probable que [toutes les planètes] subiront un bombardement constant d'astéroïdes du type supposé avoir anéanti les dinosaures". [61] De tels bombardements inhiberaient le développement de la biodiversité entre les impacts. [62] Cependant, il est possible qu'une grande géante gazeuse de la taille de Jupiter (comme la planète proposée "i") puisse dévier les comètes et les astéroïdes. [60]

Le disque de débris a été découvert en mesurant la quantité de rayonnement émis par le système dans la partie infrarouge lointain du spectre. Le disque forme une caractéristique symétrique centrée sur l'étoile et son rayon extérieur est en moyenne de 55 UA. L'absence de rayonnement infrarouge des parties les plus chaudes du disque près de Tau Ceti implique une coupure interne à un rayon de 10 UA. Par comparaison, la ceinture de Kuiper du système solaire s'étend de 30 à 50 UA. Pour être maintenu sur une longue période de temps, cet anneau de poussière doit être constamment renouvelé par les collisions de corps plus gros. [60] La majeure partie du disque semble être en orbite autour de Tau Ceti à une distance de 35 à 50 UA, bien en dehors de l'orbite de la zone habitable. À cette distance, la ceinture de poussière peut être analogue à la ceinture de Kuiper qui se trouve en dehors de l'orbite de Neptune dans le système solaire. [60]

Tau Ceti montre que les étoiles n'ont pas besoin de perdre de gros disques en vieillissant, et une ceinture aussi épaisse n'est peut-être pas rare parmi les étoiles semblables au Soleil. [63] La ceinture de Tau Ceti est seulement 1/20 aussi dense que la ceinture autour de son jeune voisin, Epsilon Eridani. [60] Le manque relatif de débris autour du Soleil est peut-être un cas inhabituel : un membre de l'équipe de recherche suggère que le Soleil est peut-être passé près d'une autre étoile au début de son histoire et que la plupart de ses comètes et astéroïdes ont été enlevés. [61] Les étoiles avec de grands disques de débris ont changé la façon dont les astronomes pensent à la formation des planètes parce que les étoiles à disques de débris, où la poussière est continuellement générée par les collisions, semblent former facilement des planètes. [63]

Habitabilité Modifier

La zone habitable de Tau Ceti - les emplacements où de l'eau liquide pourrait être présente sur une planète de la taille de la Terre - s'étend sur un rayon de 0,55 à 1,16 UA, où 1 UA est la distance moyenne de la Terre au Soleil. [64] La vie primitive sur les planètes de Tau Ceti peut se révéler à travers une analyse de la composition atmosphérique via la spectroscopie, s'il est peu probable que la composition soit abiotique, tout comme l'oxygène sur Terre est révélateur de la vie. [65]

Le projet de recherche le plus optimiste à ce jour était le projet Ozma, qui visait à « rechercher l'intelligence extraterrestre » (SETI) en examinant des étoiles sélectionnées à la recherche d'indications de signaux radio artificiels. Il était dirigé par l'astronome Frank Drake, qui a choisi Tau Ceti et Epsilon Eridani comme cibles initiales. Les deux sont situés près du système solaire et sont physiquement similaires au Soleil. Aucun signal artificiel n'a été trouvé malgré 200 heures d'observations. [66] Les recherches radio ultérieures de ce système stellaire se sont révélées négatives.

Ce manque de résultats n'a pas freiné l'intérêt pour l'observation du système Tau Ceti pour les biosignatures. En 2002, les astronomes Margaret Turnbull et Jill Tarter ont développé le Catalogue of Nearby Habitable Systems (HabCat) sous les auspices du projet Phoenix, une autre entreprise du SETI. La liste contenait plus de 17 000 systèmes théoriquement habitables, soit environ 10 % de l'échantillon original. [67] L'année suivante, Turnbull affinerait davantage la liste des 30 systèmes les plus prometteurs sur 5000 à moins de 100 années-lumière du Soleil, y compris Tau Ceti, cela fera partie de la base des recherches radio avec le Allen Telescope Array. [68] Elle a choisi Tau Ceti pour une liste finale de seulement cinq étoiles convenant aux recherches par le système de télescope (indéfiniment reporté) [69] Terrestrial Planet Finder, commentant que « ce sont des endroits où je voudrais vivre si Dieu devait mettre notre planète autour d'une autre étoile". [70]

  1. ^ En connaissant la magnitude visuelle absolue de Tau Ceti, M V ∗ = 5,69 >=5.69> , et la magnitude visuelle absolue du Soleil, M V ⊙ = 4.83 >=4.83> , la luminosité visuelle de Tau Ceti peut donc être calculée : L V ∗ / L V ⊙ = 10 0.4 ( M V ⊙ − M V ∗ ) >/L_>=10^<0.4(M_>-M_>)>> .
  2. ^ Depuis Tau Ceti, le Soleil apparaîtrait du côté diamétralement opposé du ciel aux coordonnées RA = 13 h 44 m 04 s , Dec = 15° 56′ 14″, qui est situé près de Tau Boötis.La magnitude absolue du Soleil est de 4,8, donc, à une distance de 3,65 pc , le Soleil aurait une magnitude apparente m = M v + 5 ⋅ ( log 10 ⁡ 3,64 − 1 ) = 2,6 +5cdot (log _<10>3.64-1)=2.6> .
  3. ^ Le mouvement propre net est donné par μ = μ δ 2 + μ α 2 ⋅ cos 2 ⁡ δ = 1907,79 mas/y ^<2>+mu _^<2>cdot cos ^<2>delta >>=1907.79
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Des mondes habitables autour de Tau Ceti ?

Le regard d'hier sur NExSS (le Nexus for Exoplanet System Science), le nouvel «institut virtuel» de la NASA, s'est concentré sur la nature multidisciplinaire de l'effort. Le travail que je regarde aujourd'hui, une analyse des planètes autour de Tau Ceti réalisée à l'Arizona State University, ne fait que souligner le même point. Pour savoir si deux planètes qui se trouvent peut-être dans la zone habitable de Tau Ceti sont susceptibles d'être des mondes terrestres comme la Terre, l'équipe de l'ASU a fait appel aux outils de la science de la Terre, en particulier les travaux de Sang-heon Shim.

Shim est un physicien des minéraux qui a travaillé avec les astrophysiciens Michael Pagano, Patrick Young et Amanda Truitt dans l'analyse Tau Ceti. Son point de vue était vital car les premiers travaux avaient déjà suggéré que Tau Ceti a un équilibre inhabituel entre les minéraux formant la roche, le magnésium et le silicium. En fait, le rapport magnésium/silicium est ici de 1,78, environ 70 % de plus que ce que l'on trouve dans le Soleil. Cela remet en question les vues de longue date sur Tau Ceti en tant que jumeau de Sol et soulève des questions sur la nature des planètes qui se sont formées autour de lui.

Il existe des preuves de cinq d'entre eux, dont deux — Tau Ceti e et f — seraient dans la zone habitable. C'est une possibilité intéressante, car Tau Ceti est à proximité à 12 années-lumière, une étoile solitaire de classe G comme le Soleil, et relativement stable à cela. Pas étonnant qu'il figure en bonne place dans la science-fiction, sa proximité même a fait une intrigue importante par Larry Niven dans son roman de 1968 Un cadeau de la Terre, qui représente une colonie isolée de Tau Ceti qui peut encore recevoir la cargaison occasionnelle de la Terre. Isaac Asimov a fait d'une planète Tau Ceti le foyer de la première colonie extrasolaire humaine en Les grottes d'acier (1954).

Image: Le Soleil est à gauche dans cette comparaison avec Tau Ceti. Crédit : R.J. Hall via Wikimedia Commons.

En fait, je peux penser à peu de stars qui ont reçu autant d'attention de la part des écrivains. Certaines des planètes là-bas pourraient-elles vraiment être habitables ? Les deux planètes que nous regardons sont des « super-Terres », avec des masses respectives de 4,29 ± 2,00 et 6,67 ± 3,50 fois celle de la Terre. Les nouveaux travaux rendent improbable la perspective de conditions semblables à celles de la Terre. En fait, l'étude minéralogique de Shim indique que le rapport magnésium/silicium élevé de l'étoile mère pourrait produire des planètes différentes de celles que nous connaissons, comme l'explique le scientifique :

"Avec un rapport magnésium et silicium aussi élevé, il est possible que la composition minéralogique des planètes autour de Tau Ceti soit significativement différente de celle de la Terre. Les planètes de Tau Ceti pourraient très bien être dominées par l'olivine minérale dans les parties peu profondes du manteau et avoir des manteaux inférieurs dominés par la ferropériclase.

La ferropériclase est un oxyde de magnésium/fer qui est considéré comme un constituant majeur du manteau inférieur de la Terre, avec la pérovskite silicatée, qui est un silicate de magnésium/fer. Parce que la ferropériclase est visqueuse, une abondance de celle-ci dans le manteau rendrait la roche du manteau plus fluide, affectant éventuellement la tectonique des plaques et le volcanisme à la surface de la planète. Le monde qui en résulterait poserait des défis pour le développement de la vie, et certainement pour sa détection. "Un cycle géochimique plus rapide", note le document, "pourrait empêcher l'accumulation d'espèces chimiques hors d'équilibre produites biologiquement dans l'atmosphère de la planète".

L'article décrit ce qu'il appelle un indice de détectabilité, ou DI, qui évalue la capacité d'une planète à abriter la vie et à maintenir des biosignatures du type que nous espérons détecter avec de nouvelles missions de télescope spatial. Les planètes Tau Ceti dans la zone habitable pourraient, en d'autres termes, être habitables, mais peu susceptibles de produire des signes de vie détectables dans leur atmosphère. La vie ne serait pas forcément absente, mais la détecter nécessiterait une étude approfondie de l'évolution planétaire.

Un autre problème est le temps qu'une planète passe dans la zone habitable. La position de Tau Ceti e est profondément problématique. Les auteurs pensent que le monde atteint la fin de sa durée de vie habitable et se situe au mieux à l'extrême limite intérieure de la zone habitable. Tau Ceti f, quant à lui, semble être près du bord extérieur de la zone habitable, mais s'y est de toute évidence déplacé au cours des 1,5 milliard d'années passées, et probablement en beaucoup moins de temps que cela.

Supposons même un milliard d'années dans la zone habitable et gardez à l'esprit qu'il a fallu environ deux milliards d'années à la biosphère terrestre pour produire des biosignatures qui seraient théoriquement détectables. Le DI pour ce monde - notre capacité à trouver la vie si elle existe sur Tau Ceti f - serait en effet faible. Une longue durée de vie habitable est peut-être dans le futur de cette planète, mais cela ne nous aide pas maintenant :

Même dans le cas le plus pessimiste, la planète aura environ 7 Gy de durée de vie habitable jusqu'à la fin de la séquence principale, plus un temps supplémentaire pendant que l'étoile traverse la branche sous-géante. Du point de vue de la détectabilité, cependant, f est un mauvais candidat. Au mieux, la planète est dans la ZH depuis

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Nous devrions être un peu prudents en utilisant la Terre comme étalon-or pour la vie et supposer que différentes conditions d'émergence de la vie seront plus mauvaises avec des conditions différentes. La réalité peut s'avérer très différente.

Dans notre propre système solaire, nous saurons d'ici un siècle si l'absence de bio-signatures à l'exception de la Terre indique une absence, ou une vie cachée. Personnellement, je pense que la vie dans le système solaire est confinée à la Terre et que tous les autres mondes sont actuellement stériles. Je serais ravi d'avoir tort, cependant.

Les bio-signatures d'exoplanètes seront probablement très rares, mais représentent le fruit à portée de main pour la découverte. J'espère qu'ils stimuleront la volonté d'envoyer des sondes rapides (comme le projet DragonFly) pour rechercher/caractériser la vie sur les exoplanètes les plus proches.

Les messes données pour e et F sont les masses minimales des mesures de vitesse radiale. Si les planètes Tau Ceti sont alignées avec le disque de débris qui est incliné à 35 degrés par rapport au plan du ciel, les masses sont un facteur de

1,7 fois supérieur. Les masses réelles résultantes sont suffisamment élevées pour qu'il semble plus probable qu'il s'agisse de mini-Neptunes plutôt que de planètes solides.

L'autre question est de savoir si ces planètes existent : selon le document de découverte, l'ensemble de données HARPS ne contenait que des preuves pour les 3 planètes les plus intimes. b, c et , tandis que la solution à 5 planètes résulte de la combinaison des données HARPS avec des données de moindre précision de HIRES et AAPS.

Néanmoins, les possibilités de composition planétaire dans le système valent certainement la peine d'être prises en compte si une planète de masse terrestre est découverte dans la zone habitable du système (par exemple, dans la solution à cinq planètes, il semble y avoir une zone stable entre les orbites de e et F qui pourrait peut-être héberger une telle planète).

La gravité accrue et la densité du manteau beaucoup plus élevée qui en résulte n'augmenteraient pas la tectonique, le volcanisme ou le cycle géochimique, bien qu'ils puissent le prologuer, ce qui est bien surtout autour d'une étoile du G8 avec une longue durée de vie de séquence principale. Je suis sûr que Dimitar Sasselov pourrait avoir un point de vue différent si ces planètes étaient de gros terrestres. Kite et al 2008 décrivent le "volcanisme" étendu des grandes planètes terrestres. Qu'est-ce qu'un milliard d'années quand votre étoile en a encore 7 sur la séquence principale ?

Tau Ceti, s'il te plait bats-toi ! Peu importe votre grande planète bombardant d'astéroïdes/ceinture de Kuiper, vous pouvez livrer !

@Ashley Baldwin 24 avril 2015 à 13:39

« La gravité accrue et la densité du manteau beaucoup plus élevée qui en résulte n'augmenteraient pas la tectonique, le volcanisme ou le cycle géochimique, bien qu'elles puissent le prologuer »

J'aurais tendance à être d'accord, l'oxyde de magnésium a un point de fusion plus élevé, une densité plus élevée et une conductivité thermique nettement plus élevée que le dioxyde de silicium et aurait tendance à supprimer la convection dans le manteau supérieur/inférieur. On ne sait pas non plus comment cela affecte la formation d'un champ magnétique, bien que notre Terre soit censée générer son champ magnétique à partir de la solidification du noyau externe. La chaleur qui ne peut pas sortir aurait tendance à former un noyau plus liquide qu'un noyau solide, je pense.

J'ai écrit dans Centauri Dreams trois mois à propos de Tau Ceti dans ma revue des candidats de planètes habitables.

Fondamentalement, Tau Ceti f ne fait même pas la coupe dans le catalogue des exoplanètes habitables PHL (qui est généralement beaucoup trop libéral avec ses définitions de « 8220habitable »). Dans le cas de Taus Ceti e, il est beaucoup plus probable qu'il s'agisse d'une mini-Neptune chaude ou peut-être, avec optimisme, d'une super-Vénus cool. Bien sûr, cela suppose que ces planètes existent même en premier lieu. Ils restent non confirmés et il y a des raisons de croire que les signatures RV des planètes putatives sont le résultat de l'activité de surface. Une chose similaire s'est produite l'année dernière avec la disparition des planètes habitables GJ 581 et 667C.

Avec la gamme RV sur ‘f’, cela pourrait facilement être n'importe quoi, d'un terrestre de 3M à un géant de glace de 10M. Le msinp redouté ! C'est cela, combiné à l'incertitude entourant la découverte du VR en premier lieu, qui la confine à la catégorie « besoin de plus d'informations ».
David Spergel, non content d'avoir un coronographe à bord, espère combiner l'ensemble de données Gaia complété avec les observations WFIRST pour produire essentiellement un TPF-I /NEAT édulcoré. Il aurait une base de référence de 15 ans. De parler à Mike Perryman de Hipparchus / Gaia renommée et un proche collègue de Spergel à Princeton, c'est juste possible bien que difficile. Il fournira des données astrométriques précises sur des planètes jusqu'à la masse terrestre, avec une période de moins de 18 ans, jusqu'à 10 parsecs. Environ 119 étoiles convenables apparemment. Présentation détaillée disponible à partir de janvier AAS et DS lui-même 2013. En attendant, le spectrographe VLT ESPRESSO 2016/17 a la sensibilité, mais il n'est pas clair s'il peut surmonter le bruit stellaire de Tau Ceti.

Avec tout ce magnésium supplémentaire pour réagir avec l'oxygène disponible, il peut y avoir moins d'oxygène disponible pour réagir avec le fer. Cela pourrait donner un noyau de fer plus gros et un manteau appauvri en oxydes de fer.
Je pense que les masses sont suffisamment élevées pour que la planète capte une quantité importante d'hydrogène même s'il ne se forme pas dans les zones de glace. Il sera difficile pour toute vie de générer suffisamment d'oxygène libre pour oxyder tout l'hydrogène et le fer élémentaire de surface, un véritable défi pour toute vie avancée.

La colonisation de planètes habitables dans d'autres systèmes stellaires est un incontournable de la science-fiction. Ces histoires sont des exemples de chauvinisme planétaire, à mon avis.

Une civilisation capable de fabriquer un vaisseau spatial de génération est également capable d'exploiter et d'installer des corps plus petits comme les astéroïdes de la ceinture principale ou les boules de neige de la ceinture de Kuiper.

Nous ne pouvons exploiter que les quelques premiers kilomètres d'une surface planétaire. La chaleur et la pression nous empêchent de creuser plus profondément. En revanche, tout le *volume* d'un petit corps est accessible. En ce qui concerne l'immobilier et les ressources accessibles, les astéroïdes, les KBO et les objets Oort ont beaucoup plus à offrir que les planètes Sol et les grandes lunes.

Au moment où l'humanité atteindra un niveau où nous pouvons même penser à voyager dans un autre système stellaire, je soupçonne que le chauvinisme planétaire sera devenu une histoire ancienne.

J'attends avec impatience des capacités accrues d'observation et de mesure des exoplanètes. Nous avons fait beaucoup de progrès, mais il y a encore beaucoup d'ambiguïté. Obtenir des résultats précis et trouver une exo-terre habitable contribuerait grandement à accroître l'intérêt pour l'espace.

Hop David : Je suis avec toi sur les petits corps. Il me semble que c'est vraiment la seule voie vers une véritable civilisation spatiale. Même si quelqu'un faisait un Mars One et réussissait à créer une population autonome, je ne suis pas sûr que je considérerais vraiment cela comme une civilisation spatiale.

Les petites colonies corporelles ont également beaucoup de sens pour moi, bien que les problèmes d'adaptation humaine à la microgravité (qu'ils soient résolus technologiquement ou biologiquement) devront être abordés.

Je me demande si notre système solaire pourrait en fait être sous-optimal pour une course dans l'espace - peut-être un système qui n'a jamais formé de planètes majeures et qui a plutôt conservé des restes de son disque protoplanétaire, car les ceintures d'astéroïdes massives et les nuages ​​​​cométaires pourraient être une maison plus attrayante, une fois que nous serons (si nous !) devenus vraiment chez nous dans l'espace.

À mon avis, les planètes terraformées sont très importantes en tant que rôle de « vraies biosphères ». Les mondes annulaires sont probablement au-delà de la véritable ingénierie. De grandes colonies ne suffiront pas pour avoir une biosphère comme une planète. En tant qu'humain, les villes seront formidables, mais pas en tant que biosphères.

Compte tenu de la perspective d'un monde sortant de la zone habitable alors qu'un monde y a récemment emménagé, comment la panspermie affecterait-elle les choses ? Si la vie provenait de la planète habitable intérieure et était transportée à travers l'espace pour coloniser la planète extérieure (similaire à ce qui a été suggéré pour Mars et Terra), alors la vie pourrait prendre pied beaucoup plus rapidement, ce qui affecterait la détectabilité.

La culture des colonisateurs de petit corps sera substantiellement différente, car la gouvernance sera très différente de celle des démocraties occidentales, par conséquent le rythme de leur avancement technologique sera différent.

En supposant qu'une tentative de colonisation ait été lancée dans un système solaire relativement proche qui a un potentiel marginalement approprié. Un peu comme Mars mais avec suffisamment d'atmosphère pour que l'eau soit stable, mais vous ne pouvez pas rester à l'extérieur sans protection pendant plus de 20 minutes (principalement en raison des niveaux de CO2 légèrement plus élevés du rayonnement solaire). D'autres colons souhaitent coloniser des planètes naines/de gros astéroïdes.

En général, plus le soutien technologique est nécessaire pour la survie de base, plus il est probable qu'un site de colonisation penchera vers l'oligarchie/l'État policier. C'est une conséquence du maintien de la technologie pour permettre l'habitation humaine et pour empêcher les systèmes critiques d'être endommagés par des perturbations internes (qui tueraient tout le monde). Les choses seront fortement surveillées/contrôlées. De même, génération après génération de technologues devra être assurée par une directive très probablement. Donc pas trop de lettres et d'arts là-bas. Cela contraste avec les colons liés à la planète qui n'ont besoin que d'une technologie très basique pour survivre et qui sont plus en liberté, dans le langage avicole.
Je pense que la course technologique entre les Soviétiques et les États-Unis dans l'après-guerre illustre quelque peu les effets de la gouvernance différente sur les avancées technologiques vis-à-vis des colons Planets VS Small body.

@RobFlores 27 avril 2015 à 11:58

‘Un peu comme Mars, mais avec suffisamment d'atmosphère pour que l'eau soit stable, mais vous ne pouvez pas rester à l'extérieur sans protection pendant plus de 20 minutes (principalement en raison des niveaux de CO2 légèrement plus élevés du rayonnement solaire). D'autres colons souhaitent coloniser des planètes naines/de gros astéroïdes. ‘

Des mondes de type Vénus pourraient également être colonisés via des villes nuageuses, le CO2 fait un très bon gaz de levage. En ce qui concerne l'énergie et la surface, Vénus a des multiples d'espace habitable que la Terre.

Le nouveau roman de Stan Robinson a un vaisseau spatial s'aventurant vers Tau Ceti, avec de nombreux problèmes écologiques : AURORA.

@ John Si jamais nous entrons dans la galaxie, je pense vraiment que les jeunes étoiles chaudes avec beaucoup de petits corps seront l'étalon-or. Bien sûr, en supposant qu'il n'y ait pas de FTL, nos descendants n'attendront probablement pas qu'il y en ait un. En supposant bien sûr qu'ils prévoient d'avancer dans quelques millions d'années.

@Zanstel Je pense que votre point sur la biosphère est bon. Bien sûr, c'est peut-être une bonne raison de faire des réserves biologiques des planètes. Je pense que la diffusion de la biosphère est une grande raison pour se répandre. Je ne sais pas si les IA le penseront. De plus, les biosphères peuvent être de plusieurs tailles, surtout si vous incluez une technologie humaine de pointe.

@ RobFlores Vous faites un bon argument. Bien sûr, je ne suis pas sûr que cela s'applique plus aux colonies qu'à la plupart des planètes, du moins pas avant qu'une grande partie de la terraformation ne soit terminée. D'un autre côté, je ne parierais pas sur le fait que la technologie nécessaire sera plus confinée à nos descendants que les raffineries de pétrole et les usines de climatisation ne le sont pour nous.

RobFlores, un monde suffisamment avancé pour les voyages interstellaires, est un monde où Joe Citizen peut enrichir de l'uranium et provoquer la variole dans son garage. Il faudrait que ce soit un état policier partout sauf sur les colonies qui avaient des populations si faibles que tout le monde connaissait et respectait tout le monde (et donc exactement le contraire de votre affirmation). Tous les autres seraient très méfiants envers ces micro-colonies, mais elles pourraient exister si toutes leurs interactions avec les autres étaient très fortement surveillées.

Rob Henry, en es-tu si sûr ?
Une petite population qui se fait confiance ?

Je t'attire vers un contre-factuel, ALASKA (quoiqu'un exemple imparfait)
Il y a beaucoup de littérature et de culture pop soulignant le fait que dans le
Les Alaskiens du passé récent, où les habitations humaines étaient rares, avaient un état d'esprit très cloîtré. Pas un esprit de confiance en votre prochain ou même de se soucier d'eux.
Peut-être qu'une meilleure comparaison est une expansion coloniale polynésienne, mais notez
ils étaient de la même race et de la même croyance, les colonies spatiales seront-elles multiculturelles ?

@Rob Henry MAD à titre individuel. Quelle pensée terrible.

Nous devrions tous nous garder de faire des hypothèses basées sur des résultats théoriques. Jusqu'à ce que lesdites planètes soient observées directement et dans leur intégralité, nous pourrions découvrir que la théorie ne correspond pas à la réalité. Le temps nous le dira.
Je suis avec Hop David sur la colonisation et les vaisseaux spatiaux. Comme je l'ai déjà dit, une fois que vous disposez d'une technologie vous permettant de voyager vers d'autres étoiles pour coloniser leurs planètes, vous n'avez plus à le faire. Vous disposez déjà d'une technologie vous permettant de créer des environnements artificiels durables avec des mesures beaucoup moins coûteuses et beaucoup moins chronophages.
Si une planète a un biosphère, cela nous prendrait trop de temps et serait un gaspillage de l'adopter ou de notre espèce pour la colonisation. C'est beaucoup mieux comme laboratoire naturel vivant pour étudier.
Une exception à cela serait les mondes morts naturels et habitables où il serait relativement facile de terraformer les planètes. Mais je suppose que ce serait assez rare.
Gregory Benford, merci de m'avoir rappelé le roman très attendu de Kim Stanley Robinson. J'ai presque oublié qu'il sera publié dans un mois environ :)

J'attends avec impatience des analyses similaires d'autres étoiles de type solaire avec des planètes dans le voisinage solaire, telles que 82 Eridani, 61 Virginis, Nu 2 Lupi.
Et encore plus au moment où nous avons tellement de données fiables que nous pouvons vraiment modéliser les systèmes planétaires en fonction du type stellaire et des abondances élémentaires.

Ces planètes sont énormes, mais que se passe-t-il si l'un de ces deux mots a des lunes de la taille de Mars ? Sur Tau Ceti F, la vie aurait pu exister sous de la glace gelée et fissurée avec un chauffage thermique causé par le réchauffement des marées avec d'autres lunes, vie qui pourrait ensuite remonter à la surface lorsque la zone habitable s'est déplacée sur la planète. Dans le cas de Tau Ceti E, la vie aurait pu se retirer dans les couches rocheuses de la planète ou flotter dans la haute atmosphère (rappelez-vous que sur Vénus il y a un environnement de pression terrestre haut dans les nuages.)

@Hop David. “atteindre un niveau où nous pouvons même penser à voyager vers un autre système stellaire.”Nous avons la technologie et la capacité de voyager vers un autre système stellaire depuis plus de 55 ans. C'est ce qu'on appelle une fusée à impulsion nucléaire. L'idée est assez simple, très puissante, a réussi les tests initiaux et assez pratique avec la technologie d'aujourd'hui. Nous pourrions facilement atteindre un autre système stellaire avec un seul. Malheureusement, la NASA a bloqué le progrès scientifique et son monopole sur le progrès ne fait que commencer à se briser.La NASA a écrasé le projet Orion, le projet de fusée à impulsions nucléaires, et a choisi un programme de fusée chimique dirigé par d'anciens scientifiques nazis.

De plus, il existe d'autres métiers que nous pourrions fabriquer ou du moins penser aujourd'hui qui pourraient atteindre un autre système stellaire. Comme une voile solaire entraînée par un laser, un certain type d'entraînement ionique propulsé par des réacteurs nucléaires, etc. Une idée très prometteuse est celle d'un vaisseau spatial de petite taille propulsé par une voile solaire. Vraiment, n'importe quel vaisseau basé sur une énergie autre que les fusées chimiques ou les batteries qui sont toutes deux très inefficaces (bien qu'une batterie nucléaire soit certainement meilleure que les autres que nous avons utilisées, comme celle utilisée dans le rover Curiosity).

Je pense que le seul vaisseau spatial pratique que nous pourrons utiliser de sitôt est un vaisseau basé sur la fission nucléaire. Que ce soit par un réacteur nucléaire ou une explosion externe de charge nucléaire formée. Nous devons simplement avoir la volonté et la capacité d'éviter les lourdeurs bureaucratiques.


Tau Ceti : une planète potentiellement habitable trouvée en orbite autour d'une étoile proche, selon une étude

Une étoile semblable au soleil dans l'arrière-cour de notre système solaire pourrait héberger cinq planètes, dont une peut-être capable de soutenir la vie telle que nous la connaissons, selon une nouvelle étude.

Les astronomes ont détecté cinq planètes extraterrestres possibles autour de l'étoile Tau Ceti, qui se trouve à moins de 12 années-lumière de la Terre – à un jet de pierre du schéma cosmique des choses. L'un des nouveaux mondes semble orbiter dans la zone habitable de Tau Ceti, une plage de distances d'une étoile où de l'eau liquide peut exister à la surface d'une planète.

Avec une masse minimale à peine 4,3 fois celle de la Terre, cette planète potentielle serait la plus petite jamais trouvée dans la zone habitable d'une étoile semblable au soleil si elle était confirmée, ont déclaré les chercheurs.

"Cette découverte est conforme à notre point de vue émergent selon lequel pratiquement toutes les étoiles ont des planètes et que la galaxie doit avoir de nombreuses planètes de la taille de la Terre potentiellement habitables", a déclaré le co-auteur de l'étude, Steve Vogt, de l'Université de Californie à Santa Cruz. dans un rapport. "Ils sont partout, même juste à côté." [Galerie : 7 exoplanètes potentiellement habitables]

Les cinq planètes candidates sont toutes relativement petites, avec des masses minimales allant de 2 à 6,6 fois celles de la Terre. Le monde possiblement habitable, qui effectue un tour autour de Tau Ceti tous les 168 jours, ne sera probablement pas une planète rocheuse comme la Terre, ont déclaré les chercheurs.

"Il est impossible de dire la composition, mais je ne considère pas que cette planète en particulier soit très susceptible d'avoir une surface rocheuse", a déclaré l'auteur principal Mikko Tuomi, de l'Université du Hertfordshire en Angleterre, à SPACE.com par e-mail. "Ce pourrait être un" monde aquatique ", mais pour le moment, tout le monde peut deviner."

Repérer les signaux dans le bruit

Tau Ceti est légèrement plus petit et moins lumineux que notre soleil. Il se trouve à 11,9 années-lumière dans la constellation de Cetus (la Baleine) et est visible à l'œil nu dans le ciel nocturne. En raison de sa proximité et de sa nature solaire, Tau Ceti a figuré en bonne place dans la science-fiction au fil des ans.

Les astronomes ont déjà recherché des exoplanètes autour de Tau Ceti et n'ont rien trouvé. Mais dans la nouvelle étude, les chercheurs ont pu extraire cinq signaux planétaires possibles de sous une montagne de bruit.

Tuomi et son équipe ont réanalysé 6 000 observations de Tau Ceti faites par trois spectrographes différents, des instruments qui permettent aux chercheurs de détecter les minuscules oscillations gravitationnelles que les planètes en orbite induisent dans leurs étoiles mères.

Les trois instruments sont le High Precision Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), sur le télescope de 3,6 mètres de l'Observatoire européen austral à La Silla, au Chili, le University College London Echelle Spectrograph (UCLES) sur le télescope anglo-australien à Siding Spring, en Australie et le spectromètre Echelle haute résolution, ou HIRES, sur le télescope Keck de 10 mètres au sommet du Mauna Kea à Hawaï.

À l'aide de nouvelles techniques d'analyse et de modélisation, l'équipe a repéré les cinq signaux faibles, les séparant avec succès du bruit causé par l'activité stellaire et d'autres facteurs.

"Nous avons été les pionniers de nouvelles techniques de modélisation de données en ajoutant des signaux artificiels aux données et en testant notre récupération des signaux avec une variété d'approches différentes", a déclaré Tuomi dans un communiqué. "Cela a considérablement amélioré nos techniques de modélisation du bruit et augmenté notre capacité à trouver des planètes de faible masse."

Les nouvelles méthodes d'analyse devraient faciliter la recherche de petites planètes, permettant d'en repérer de plus en plus dans toute la galaxie, ont déclaré les chercheurs. [Une galaxie pleine de planètes extraterrestres (infographie)]

Un système planétaire proche ?

Les cinq planètes restent candidates à ce stade et ne deviendront pas des découvertes officielles tant qu'elles ne seront pas confirmées par une analyse ou des observations supplémentaires. Et ce n'est pas une chose sûre, selon les chercheurs.

"Je suis très confiant que les trois périodicités les plus courtes sont vraiment là, mais je ne peux pas être sûr qu'elles soient d'origine planétaire ou des artefacts de modélisation de bruit insuffisante ou d'activité stellaire et/ou de cycles magnétiques à ce stade", a déclaré Tuomi, se référant aux planètes potentielles avec des périodes orbitales de 14, 35 et 94 jours (contre 168 jours pour la zone habitable candidate et 640 jours pour le monde en orbite la plus éloignée).

"La situation est encore pire pour le candidat potentiel de la zone habitable, car l'existence même de ce signal est incertaine, mais selon nos critères de détection, le signal est là et nous ne pouvons pas exclure la possibilité qu'il soit effectivement d'origine planétaire", a-t-il ajouté. ajoutée. "Mais nous ne savons pas non plus ce que cela pourrait être d'autre."

Si les planètes Tau Ceti existent bel et bien, leur proximité en ferait des cibles de choix pour les futurs instruments à étudier, ont déclaré les chercheurs.

"Tau Ceti est l'un de nos voisins cosmiques les plus proches et il est si brillant que nous pourrons peut-être étudier les atmosphères de ces planètes dans un avenir pas si lointain", a déclaré James Jenkins, de l'Université du Chili et de l'Université du Hertfordshire. dans un rapport. "Les systèmes planétaires trouvés autour des étoiles proches de notre soleil indiquent que ces systèmes sont communs dans notre galaxie de la Voie lactée."

Si elles étaient confirmées, les planètes Tau Ceti ne seraient pas les exoplanètes les plus proches de la Terre. Ce titre revient toujours à Alpha Centauri Bb, un monde rocheux et brûlant récemment repéré à seulement 4,3 années-lumière, dans le système stellaire le plus proche du nôtre.

La nouvelle étude a été acceptée pour publication dans la revue Astronomy & Astrophysics.


Une planète potentiellement habitable détectée autour d'une étoile voisine

Une étoile semblable au soleil dans l'arrière-cour de notre système solaire pourrait héberger cinq planètes, dont une peut-être capable de soutenir la vie telle que nous la connaissons, selon une nouvelle étude.

Les astronomes ont détecté cinq planètes extraterrestres possibles entourant l'étoile Tau Ceti, qui se trouve à moins de 12 années-lumière de la Terre et à un jet de pierre du schéma cosmique des choses. L'un des nouveaux mondes semble orbiter dans la zone habitable de Tau Ceti, une plage de distances d'une étoile où de l'eau liquide peut exister à la surface d'une planète.

Avec une masse minimale à peine 4,3 fois celle de la Terre, cette planète potentielle serait la plus petite jamais trouvée dans la zone habitable d'une étoile semblable au soleil si elle était confirmée, ont déclaré les chercheurs.

"Cette découverte est conforme à notre point de vue émergent selon lequel pratiquement toutes les étoiles ont des planètes et que la galaxie doit avoir de nombreuses planètes de la taille de la Terre potentiellement habitables", a déclaré le co-auteur de l'étude, Steve Vogt, de l'Université de Californie à Santa Cruz, dans une déclaration. "Ils sont partout, même juste à côté." [Galerie : 7 exoplanètes potentiellement habitables]

Les cinq planètes candidates sont toutes relativement petites, avec des masses minimales allant de 2 à 6,6 fois celles de la Terre. Le monde potentiellement habitable, qui effectue un tour autour de Tau Ceti tous les 168 jours, ne sera probablement pas une planète rocheuse comme la Terre, ont déclaré les chercheurs.

"Il est impossible de dire la composition, mais je ne considère pas que cette planète en particulier soit très susceptible d'avoir une surface rocheuse", a déclaré l'auteur principal Mikko Tuomi, de l'Université de Hertfordshire en Angleterre, à SPACE.com par e-mail. "Cela pourrait être un 'monde aquatique,' mais pour le moment, tout le monde ne le devinera"."

Repérer les signaux dans le bruit

Tau Ceti est légèrement plus petit et moins lumineux que notre soleil. Il se trouve à 11,9 années-lumière dans la constellation de Cetus (la Baleine) et est visible à l'œil nu dans le ciel nocturne. En raison de sa proximité et de sa nature solaire, Tau Ceti a figuré en bonne place dans la science-fiction au fil des ans.

Les astronomes ont déjà recherché des exoplanètes autour de Tau Ceti et n'ont rien trouvé. Mais dans la nouvelle étude, les chercheurs ont pu extraire cinq signaux planétaires possibles de sous une montagne de bruit.

Tuomi et son équipe ont réanalysé 6 000 observations de Tau Ceti faites par trois spectrographes différents, des instruments qui permettent aux chercheurs de détecter les minuscules oscillations gravitationnelles que les planètes en orbite induisent dans leurs étoiles mères.

Les trois instruments sont le High Precision Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), sur le télescope de 3,6 mètres de l'Observatoire européen austral à La Silla, au Chili, le University College London Echelle Spectrograph (UCLES) sur le télescope anglo-australien à Siding Spring, L'Australie et le spectromètre Echelle haute résolution, ou HIRES, sur le télescope Keck de 10 mètres au sommet du Mauna Kea à Hawaï.

À l'aide de nouvelles techniques d'analyse et de modélisation, l'équipe a repéré les cinq signaux faibles, les séparant avec succès du bruit causé par l'activité stellaire et d'autres facteurs.

"Nous avons été les pionniers de nouvelles techniques de modélisation de données en ajoutant des signaux artificiels aux données et en testant notre récupération des signaux avec une variété d'approches différentes", a déclaré Tuomi dans un communiqué. "Cela a considérablement amélioré nos techniques de modélisation du bruit et augmenté notre capacité à trouver des planètes de faible masse."

Les nouvelles méthodes d'analyse devraient faciliter la recherche de petites planètes, permettant d'en repérer de plus en plus dans toute la galaxie, ont déclaré les chercheurs. [Une galaxie pleine de planètes extraterrestres (infographie)]

Un système planétaire proche ?

Les cinq planètes restent candidates à ce stade et ne deviendront pas des découvertes officielles tant qu'elles ne seront pas confirmées par une analyse ou des observations plus approfondies. Et ce n'est pas une chose sûre, ont déclaré les chercheurs.

"Je suis très confiant que les trois périodicités les plus courtes sont vraiment là, mais je ne peux pas être sûr qu'elles soient d'origine planétaire ou de certains artefacts de modélisation du bruit insuffisante ou d'activité stellaire et/ou de cycles magnétiques à ce stade", a déclaré Tuomi, se référant à les planètes potentielles avec des périodes orbitales de 14, 35 et 94 jours (contre 168 jours pour la zone habitable candidate et 640 jours pour le monde en orbite la plus éloignée).

"La situation est encore pire pour le candidat potentiel de la zone habitable, car l'existence même de ce signal est incertaine, mais selon nos critères de détection, le signal est là et nous ne pouvons pas exclure la possibilité qu'il soit effectivement d'origine planétaire", a-t-il ajouté. . "Mais nous ne savons pas non plus ce que cela pourrait être d'autre."

Si les planètes Tau Ceti existent bel et bien, leur proximité en ferait des cibles de choix pour les futurs instruments à étudier, ont déclaré les chercheurs.

"Tau Ceti est l'un de nos voisins cosmiques les plus proches et si brillant que nous pourrons peut-être étudier les atmosphères de ces planètes dans un avenir pas trop lointain", a déclaré James Jenkins, de l'Université du Chili et de l'Université du Hertfordshire, dans une déclaration. "Les systèmes planétaires trouvés autour des étoiles proches de notre soleil indiquent que ces systèmes sont communs dans notre galaxie de la Voie lactée."

Si elles étaient confirmées, les planètes Tau Ceti ne seraient pas les exoplanètes les plus proches de la Terre. Ce titre revient toujours à Alpha Centauri Bb, un monde rocheux et brûlant récemment repéré à seulement 4,3 années-lumière, dans le système stellaire le plus proche du nôtre.

La nouvelle étude a été acceptée pour publication dans la revue Astronomy & Astrophysics.

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À PROPOS DES AUTEURS)

Mike Mur est l'auteur de "Out There" (Grand Central Publishing, 2018 illustré par Karl Tate), un livre sur la recherche d'une vie extraterrestre.


Planètes autour de Tau Ceti ? Pas si vite.

Par : Camille M. Carlisle 20 décembre 2012 5

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Soyez sceptique quant au brouhaha autour de Tau Ceti et de ses cinq planètes.

Les astronomes ont peut-être trouvé des indices de cinq planètes en orbite autour de l'étoile de type solaire Tau Ceti, mais les preuves sont encore fragiles.

Université du Hertfordshire

étoile de type solaire Tau Ceti (HD 10700), mes collègues et moi étions sceptiques. Les astronomes ont étudié cette étoile proche pendant des années - à une distance de 11,9 années-lumière, c'est l'un des systèmes stellaires les plus proches de nous - et il n'y a eu aucun indice d'une planète. Passer de zéro à cinq sonnait plutôt comme une conjuration de l'éther.

Nous sommes donc allés à la source : l'étude proprement dite et les astronomes qui l'ont écrite. Les auteurs sont plus prudents dans leur article. Oui, ils annoncent la détection de cinq signaux itsy-bitsy qui force être des planètes, mais ils ne claironnent pas la conclusion de la planète depuis les plus hautes collines. Comme me l'a dit l'auteur principal Mikko Tuomi (Université du Hertfordshire, Angleterre et Université de Turku, Finlande) : « Je pense que les signaux sont là au-delà de tout doute raisonnable. Cependant, leur origine planétaire est plus incertaine, et une confirmation indépendante est nécessaire pour conclure que nous avons effectivement trouvé des planètes.

Prenons du recul et regardons ce que l'équipe a fait.

Tuomi et ses collègues voulaient tester une nouvelle méthode d'analyse pour découvrir des signaux périodiques à la lumière des étoiles, créés par les minuscules oscillations des étoiles le long de notre ligne de mire lorsqu'une ou plusieurs planètes tournent autour des étoiles. De telles mesures de vitesse radiale sont la technique de chasse aux planètes la plus réussie à ce jour (à moins que vous n'ajoutiez les planètes non confirmées de Kepler, ce que je ne fais pas).

Les astronomes ont utilisé plus de 4 000 observations d'archives de Tau Ceti par le spectrographe HARPS au Chili, l'un des meilleurs instruments au monde pour trouver des exoplanètes. Pour voir si leurs techniques pouvaient trouver de petits signaux cachés dans les données, ils ont ajouté de faux signaux aux observations de Tau Ceti - Tau Ceti est une étoile silencieuse sans planètes connues, ils ont donc pensé que l'utiliser comme source de "bruit" était raisonnable.

Cetus la baleine, dont l'étoile Tau Ceti fait partie. Un rapport récent sur des planètes potentielles autour de Tau Ceti fait vibrer les gens.

Université du Hertfordshire

planète autour d'Alpha Centauri a montré, de nouveaux outils pourraient révéler des planètes où aucune n'avait été détectée auparavant. Il pourrait bien y avoir une ou plusieurs planètes autour de Tau Ceti. Mais nous ne devrions pas sauter dans le train des exoplanètes simplement parce qu'il passe.

En parlant de ça, vous ne devriez pas me croire sur parole à ce sujet : lisez le journal vous-même :

Référence : M. Tuomi et al. « Signaux intégrés dans le bruit de la vitesse radiale. » Accepté à Astronomie & Astrophysique.


Repérer les signaux dans le bruit

Tau Ceti est légèrement plus petit et moins lumineux que notre soleil. Il se trouve à 11,9 années-lumière dans la constellation de Cetus (la Baleine) et est visible à l'œil nu dans le ciel nocturne. En raison de sa proximité et de sa nature solaire, Tau Ceti a figuré en bonne place dans la science-fiction au fil des ans.

Les astronomes ont déjà recherché des exoplanètes autour de Tau Ceti et n'ont rien trouvé. Mais dans la nouvelle étude, les chercheurs ont pu extraire cinq signaux planétaires possibles de sous une montagne de bruit.

Tuomi et son équipe ont réanalysé 6 000 observations de Tau Ceti faites par trois spectrographes différents, des instruments qui permettent aux chercheurs de détecter les minuscules oscillations gravitationnelles que les planètes en orbite induisent dans leurs étoiles mères.

Les trois instruments sont le High Precision Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), sur le télescope de 3,6 mètres de l'Observatoire européen austral à La Silla, au Chili, le University College London Echelle Spectrograph (UCLES) sur le télescope anglo-australien à Siding Spring, en Australie et le spectromètre Echelle haute résolution, ou HIRES, sur le télescope Keck de 10 mètres au sommet du Mauna Kea à Hawaï.

À l'aide de nouvelles techniques d'analyse et de modélisation, l'équipe a repéré les cinq signaux faibles, les séparant avec succès du bruit causé par l'activité stellaire et d'autres facteurs.

"Nous avons été les pionniers de nouvelles techniques de modélisation de données en ajoutant des signaux artificiels aux données et en testant notre récupération des signaux avec une variété d'approches différentes", a déclaré Tuomi dans un communiqué. "Cela a considérablement amélioré nos techniques de modélisation du bruit et augmenté notre capacité à trouver des planètes de faible masse."

Les nouvelles méthodes d'analyse devraient faciliter la recherche de petites planètes, permettant d'en repérer de plus en plus dans toute la galaxie, ont déclaré les chercheurs. [Une galaxie pleine de planètes extraterrestres (infographie)]


Les planètes Tau Ceti les plus proches autour d'une seule étoile semblable au Soleil

Le quintette planétaire de Tau Ceti - rapporté dans un article en ligne qui paraîtra dans Astronomy and Astrophysics - a été trouvé dans les données existantes de chasse aux planètes.

Les méthodes raffinées de l'étude pour passer au crible les données devraient aider à trouver des mondes encore plus éloignés.

L'étoile rejoint maintenant Alpha Centauri B en tant qu'étoile proche connue pour héberger des planètes.

Tau Ceti se trouve à 12 années-lumière d'Alpha Centauri B, seulement quatre. Dans les deux cas, les planètes ont été découvertes non pas en les espionnant à travers un télescope mais plutôt en mesurant les effets subtils qu'elles ont sur la lumière de leurs étoiles hôtes.

Dans la danse gravitationnelle d'une planète autour d'une étoile, la planète fait la plupart des mouvements. Mais l'étoile aussi est légèrement tirée d'avant en arrière pendant que la planète orbite, et ces mouvements subtils de l'étoile se manifestent par des changements subtils dans la couleur de la lumière de l'étoile que nous voyons depuis la Terre.

Cette mesure de la "vitesse radiale" est une mesure délicate des changements de lumière des étoiles également pour une série d'autres raisons, et nécessite de sélectionner la composante spécifiquement planétaire de tout ce "bruit".

Maintenant, Hugh Jones de l'Université du Hertfordshire et ses collègues ont affiné leur "modélisation du bruit" afin de le soustraire, et ainsi voir les plus petits signaux se cacher dans les données - à commencer par Tau Ceti.

"C'est une étoile sur laquelle nous avons beaucoup de données - un ordre de grandeur de plus de données que nous n'en avons pour à peu près n'importe quelle autre étoile", a déclaré le professeur Jones à BBC News.

"C'est un bon cas de test pour savoir jusqu'où pouvons-nous descendre, quelle taille de signaux pouvons-nous capter."

L'équipe a commencé avec les données de trois missions de chasse aux planètes : Harps, AAPS et HiRes, qui contenaient toutes des données sur Tau Ceti.

L'astuce pour perfectionner la technique consistait à insérer des "fausses planètes" - pour ajouter des signaux dans les données désordonnées que les planètes devraient ajouter - et à trouver des moyens de réduire le bruit jusqu'à ce que les fausses planètes deviennent de plus en plus visibles dans les données.

"En mettant tout cela ensemble, nous avons optimisé une stratégie de modélisation du bruit qui nous permet de récupérer nos faux signaux - mais en le faisant, nous avons en fait vu que nous trouvions également des signaux", a déclaré le professeur Jones - des planètes réelles.

Le quintette comprend des planètes entre deux et six fois la masse de la Terre, avec des périodes allant de 14 à 640 jours.

L'un d'eux, surnommé HD 10700e, se trouve à environ la moitié de Tau Ceti que la Terre est du Soleil - et parce que Tau Ceti est légèrement plus petit et plus faible que notre Soleil, cela place la planète dans la zone dite habitable.

Il est de plus en plus clair que dans les données existantes provenant des mesures de vitesse radiale, il peut y avoir des preuves de beaucoup plus de planètes.

Lundi, Philip Gregory de l'Université de la Colombie-Britannique au Canada a publié un article non encore publié dans le référentiel arXiv, affirmant avoir vu trois planètes dans la zone habitable de Gliese 667C, l'une des trois étoiles d'un système à trois étoiles, 22 années-lumière.

Il est également clair que dans presque toutes les directions où nous regardons et de toutes les manières que nous regardons, il y a des planètes autour d'étoiles proches et lointaines.


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