- La planète a été repérée par l'ombre qu'elle fait sur son étoile, puis pesée grâce au léger balancement de celle-ci.
- Trop peu dense pour être entièrement rocheuse, elle contient sans doute beaucoup d'eau.
- Son spectre écarte une épaisse atmosphère d'hydrogène : c'est une cible de choix pour ORION-3.
Nous confirmons la planète IFR-7832 b, une super-Terre en transit autour d'une naine orange de type K2 (4 820 K) située à 41,3 parsecs. Cinq transits observés par le photomètre spatial OCULUS de l'IFRAS donnent un rayon de 1,87 ± 0,04 rayon terrestre. Soixante-deux mesures de vitesse radiale obtenues sur 18 mois avec le spectrographe SPECTRA-2 donnent une masse de 4,2 ± 0,6 masses terrestres, soit une densité de 3,5 ± 0,5 g/cm³. La planète reçoit 0,60 fois le flux solaire terrestre, au centre de la zone habitable de son étoile. Son spectre de transmission, plat, exclut à 4,1σ une atmosphère dominée par l'hydrogène : la faible densité s'explique plutôt par une grande quantité d'eau.
01La découverte
Une planète trop lointaine pour être vue directement peut se trahir par son ombre. Lorsqu'elle passe devant son étoile, un , elle en masque une infime partie : la lumière reçue baisse de quelques centaines de , puis revient à la normale.
Le signal a été repéré en 2023 par le photomètre spatial OCULUS de l'IFRAS, qui surveille des milliers d'étoiles proches. Il se répète tous les 221,5 jours. Son étoile est une , un peu plus petite et plus froide que le Soleil, âgée d'environ 5 milliards d'années. Ces étoiles sont calmes et vivent longtemps : de bonnes candidates pour abriter des planètes habitables.
02Mesurer la taille et la masse
La profondeur du transit donne la taille : la planète masque 0,057 % de l'étoile, ce qui correspond à 1,87 fois le rayon de la Terre. Pour la masse, il faut une autre méthode. En tournant, la planète fait légèrement osciller son étoile, qui s'approche puis s'éloigne de nous. Le spectrographe SPECTRA-2 mesure cette grâce au décalage des couleurs de la lumière.
Une amplitude de 0,54 m/s est l'une des plus faibles jamais mesurées. Il a fallu 18 mois de mesures et une modélisation de l'activité de l'étoile, dont les taches tournent en 31 jours, pour isoler le signal. Il donne une masse de 4,2 masses terrestres.
| Paramètre | Valeur | Pour comparer |
|---|---|---|
| Rayon | 1,87 ± 0,04 R⊕ | Terre : 1 |
| Masse | 4,2 ± 0,6 M⊕ | Terre : 1 |
| Densité | 3,5 ± 0,5 g/cm³ | Terre : 5,5 · Mars : 3,9 |
| Année (période) | 221,5 jours | Terre : 365 jours |
| Distance à l'étoile | 0,65 UA | Terre : 1 UA |
| Lumière reçue | 0,60 × Terre | Mars : 0,43 · Terre : 1 |
| Température d'équilibre | 224 K (−49 °C) | Terre : 255 K |
| Étoile | K2, 4 820 K | Soleil : 5 770 K |
03Dans la zone habitable ?
La est la bande d'orbites où une planète pourrait garder de l'eau liquide en surface. Autour d'une étoile orange, elle est plus proche que dans le système solaire. IFR-7832 b y est placée en plein centre, un peu plus éclairée que Mars mais bien moins que la Terre.
Ce que dit le spectre
Pendant un transit, une petite partie de la lumière de l'étoile traverse l'atmosphère de la planète. Chaque gaz absorbe certaines couleurs : la taille apparente de la planète varie alors légèrement selon la longueur d'onde. C'est le . Quatre transits ont été observés avec le spectrographe infrarouge d'OCULUS.
04Un monde-océan ?
Avec 3,5 g/cm³, IFR-7832 b est bien moins dense qu'une planète rocheuse de même masse, qui dépasserait 6 g/cm³ sous l'effet de sa propre gravité. Il faut donc des matériaux légers. Le diagramme masse-rayon compare la planète aux compositions possibles.
Trois scénarios restent à départager. Le spectre élimine une enveloppe d'hydrogène, et une planète purement rocheuse serait bien trop dense. Reste l'hypothèse la plus séduisante : un monde-océan, dont 30 à 50 % de la masse serait de l'eau, sous forme d'océan profond ou de glaces à haute pression.
Et la vie ?La température d'équilibre (−49 °C) est basse, mais une atmosphère de quelques bars de CO₂ ou de vapeur d'eau suffirait à réchauffer la surface au-dessus de 0 °C. C'est ce que le programme ORION-3 cherchera à mesurer.
05Conclusion
IFR-7832 b est une super-Terre de 4,2 masses terrestres au centre de la zone habitable d'une étoile calme. Sa densité et son spectre pointent vers un monde riche en eau, sans enveloppe d'hydrogène. C'est l'une des meilleures cibles connues pour chercher une atmosphère tempérée autour d'une étoile proche.
- Planète confirméeTaille, masse et première lecture du spectre.
- Six nouveaux transitsPour distinguer la vapeur d'eau du CO₂.
- ORION-3Recherche de molécules liées au vivant.
