Astronomie Québec n°3-1 mai/jun 2014
Astronomie Québec n°3-1 mai/jun 2014
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°3-1 de mai/jun 2014

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Pierre Paquette

  • Format : (216 x 279) mm

  • Nombre de pages : 48

  • Taille du fichier PDF : 5,8 Mo

  • Dans ce numéro : Stonehenge, était-il vraiment un observatoire ?

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
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Photo : Chantal Leduc De près ou de loin Une analyse scientifique publiée récemment [1] estimait qu’une étoile semblable au Soleil sur cinq possède une planète semblable à la Terre qui orbite dans la zone habitable. Puisque la galaxie compte 304 millions d’étoiles comme le Soleil situées dans la zone habitable de la Galaxie, cela nous donne une possibilité de 60,8 millions de planètes Terre dans notre seule galaxie, car 304 millions divisé par cinq égale 60,8 millions. L’étude spécifie même que la plus proche de ces planètes pourrait se trouver à seulement 12 années-lumières de la Terre ! par Robert Giguère Sauf que les caractéristiques de ces planètes, que l’on dit pourtant « jumelles » de la Terre, sont très étendues. Par exemple, la taille va du simple au double. Or, on ne sait pas si de telles planètes pourraient entretenir une tectonique indispensable à la régularisation des taux de gaz carbonique dans leur atmosphère. Aussi, la zone habitable de ces planètes couvre des orbites qui vont de 0,5 à 2 unités astronomiques, incluant ainsi les orbites de Vénus et Mars. De plus, la moitié des ces planètes tournent autour d’étoiles de type K, dont le pic de lumière ne se prête pas à la photosynthèse — du moins, pas comme on la connait. Par-dessus tout, ces statistiques ne font pas la distinction entre les systèmes solaires chaotiques (ceux qui ont subit des perturbations gravitationnelles) et non chaotiques. Pourtant, dès la découverte des premières exoplanètes, les astronomes ont constaté que quelque chose clochait. On trouvait des géantes gazeuses collées sur leur étoile, alors que dans notre système, ces mêmes planètes sont placées loin dans la région externe du système solaire. La présence de géantes gazeuses proche de leur étoile serait l’indice qu’une migration des planètes s’est produite vers la région intérieure. Si on voulait se donner la peine de retrancher ces systèmes des statistiques, on pourrait rendre celles-ci plus fidèles à la réalité. 28 Astronomie-Québec Mai/juin 2014
F ; ;.'+ a. f'... # 200 milliards *'.', +, a Pourcentage " des étoiles F placées `dans la * zone.. habitable. de la Galaxie T', 10, %. -... * ; * + },.. a - - -.. Nombre d’étoiles dans la Galaxie Pourcentage des systèmes solaires avec une seule étoile 20%. a. + * `'. `41,4.. , Pourcentage des étoiles de type G 7,6%. ♦ I Nombre d’étoiles de type G propices à une vie complexe 304 millions -'a.. 111 ". i', 4 ; Puisque le véritable motif de notre quête est de trouver une vie comme la nôtre, il nous faudrait donc aussi restreindre les limites de nos critères, afin de compter seulement les planètes qui ressemblent vraiment à la Terre. C’est avec cette idée en tête que j’entrepris de faire mes propres statistiques. Prenons soin d’abord de distinguer les systèmes non chaotiques de ceux qui sont chaotiques. L’ordre retrouvé dans notre système solaire, concernant la disposition des planètes selon leur distinction entre rocheuses et gazeuses, n’est pas le résultat du hasard, mais bien le résultat de principes fondamentaux. Selon le modèle de formation du système solaire (conçu avant même la découverte de la première exoplanète !), aucune planète gazeuse ne peut se former dans la région interne, car la chaleur qui régnait à cet endroit, alors que le Soleil prenait naissance, créait une expansion des gaz vers l’extérieur. Ce n’est que plus loin, à l’orbite de Jupiter, que la température était assez froide pour permettre enfin aux gaz de se condenser et de tomber en pluie sur les noyaux rocheux qu’étaient les géantes gazeuses à cette époque. Dans les chaleurs extrêmes de la région interne, seules les poussières pouvaient exister. Ensuite, quand le Soleil s’est allumé, un grand vent solaire a soufflé sur tout le système, mettant un terme au grossissement de Jupiter et des autres gazeuses. Par conséquent, quand on trouve des Jupiter chaudes ou des Neptune près de leur étoile, il faut en conclure qu’elles ont migré suite à des perturbations gravitationnelles. Par convention, nous allons donc établir que toutes les planètes dont la taille est 1,25 fois plus grande que celle de la Terre, et qui sont sont situées à l’intérieur de 0,7 unité astronomique de leur étoile (soit la distance de Vénus au Soleil), se trouvent par le fait même dans des systèmes solaires chaotiques. La liste des exoplanètes confirmées et candidates de Kepler, disponible sur le Web [2], permet de faire des échantillons. Elle contient à ce jour 3 845 exoplanètes. Un premier échantillon consiste à dresser la liste de toutes les étoiles de type G comme la nôtre (où la température de surface est comprise entre 5 500 et 6 000 K) ; on compte 951 étoiles de ce type. De cette liste, on garde tous les systèmes dont l’angle du plan orbital des planètes permettait l’observation des planètes situées à l’intérieur de 0,7 unité astronomique. On compte 61 systèmes solaires qui répondent à ce critère. Pour finir, on exclue tous les systèmes qui contiennent une planète dont la taille est plus grande que 1,25 fois celle de la Terre. Il ne reste plus que trois systèmes solaires, soit trois systèmes non chaotiques. On peut donc déterminer qu’un système solaire sur 20 est non chaotique, parce que 61 divisé par trois égale environ 20. Cette statistique vaut pour les systèmes solaires compris dans la liste de Kepler, mais vaut-elle aussi pour tous les systèmes solaires de la Galaxie ? En d’autres termes, pouvons-nous réellement étendre cette statistique à la population entière des étoiles de type G de la Galaxie ? Faisons un test. D’abord, il faut savoir que l’observation d’une planète est possible à la condition que l’angle du plan orbital de cette planète se trouve dans la ligne d’observation de Kepler. Les 61 systèmes solaires de la liste de Kepler répondent nécessairement à cette condition, puisque Kepler a été capable d’observer dans ces systèmes une planète qui se trouvait à au moins 0,7 unité astronomique de son étoile. Sauf que l’angle du plan orbital des planètes est une chose aléatoire. Kepler a raté certaines planètes, car l’angle de leur plan orbital ne se prêtait pas à l’observation. En fait, plus la distance de la planète à son étoile est grande, plus les chances de l’observer sont moindres. Il existe une formule pour calculer la probabilité d’observer une planète dont le plan orbital se prête à l’observation [3]. Il s’agit de diviser le rayon de l’étoile par le demi-grand axe (soit la distance orbitale) de cette planète. Prenons l’exemple de la Terre. La distance de la Terre au Soleil vaut 1 unité astronomique (au) ; une unité astronomique vaut environ 1,5 × 10 8 km, et le rayon du Soleil environ Mai/juin 2014 astronomie-quebec.com 29



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