Observer le passage des exoplanètes devant leur étoile, leur transit, est une de nos meilleures techniques pour les trouver. Mais qu’en est-il du transit des planètes de notre système solaire devant le Soleil, vu de très loin ? Une superbe étude parue il y a quelques semaines se penche sur cette question pour savoir depuis quelle exoplanète connue la Terre pourrait être détectée par la méthode du transit.
Robert Wells (Queen's University, Belfast) et ses collaborateurs ont inversé le point de vue concernant les exoplanètes, ils ont considéré les huit planètes de notre système comme des exoplanètes vues à partir d'autres systèmes stellaires, et ont cherché où elles pourraient être vues en transit devant le Soleil. Le calcul paraît assez simple, mais il n'avait encore jamais été entrepris. Il s'agit essentiellement d'appliquer quelques formules de trigonométrie pour calculer l'angle solide correspondant à l'ombre induite par le passage de la Terre, ou de Mercure, ou de Jupiter... quand elles passent devant le Soleil, puis de projeter la région sur la sphère entourant le système solaire.
Wells et ses collègues font le calcul non seulement pour chacune des huit planètes de notre système prises une à une, mais aussi pour le cas où plusieurs transits de planètes seraient visibles en même temps depuis le point d'observation. Ils parviennent ainsi à déterminer pour n'importe quel point du ciel combien de planètes de notre système sont visibles par transit devant notre étoile et avec quelle probabilité. Leur calcul montre qu'un observateur positionné au hasard sur la voûte céleste possède 2,518% de chance de voir au moins une planète en transit si il regarde l'étoile nommée Soleil. Cet observateur a ensuite 0,229% de chance d'observer au moins 2 transits, et il n'a plus que 0,027% de voir au moins 3 planètes en transit devant le Soleil.
Pour ce qui est de l'observation d'un transit de la Terre, cette probabilité vaut selon les auteurs seulement 0,46%... Étonnamment, c'est Mercure qui montre le plus grande probabilité de détection avec presque 1,5%, grâce à sa proximité du Soleil.
Après avoir fait la projection sur le ciel des zones qui permettent de voir des transits devant le Soleil, les astronomes déterminent combien d'exoplanètes connues s'y trouvent, pour savoir sur lesquelles d'entre elles la Terre, notamment, pourrait être détectée, ce qui permettrait d'évaluer celles qui auraient un intérêt un peu plus grand que les autres... Sur plus de 3000 exoplanètes connues à ce jour, Robert Wells et ses collaborateurs en trouvent 68 dans les zones du ciel d'où sont visibles des transits de planètes de notre système solaire.
Sur ces 68 exoplanètes d'où il est possible de voir des transits devant le Soleil, une seule (EPIC 211913977 b) permet de voir trois planètes en transit (Jupiter+Saturne+Uranus) et quatre autres peuvent voir deux transits (surtout Vénus+Mars, mais aussi un cas Terre+Jupiter). On peut noter également qu'aucune exoplanète connue ne se trouve dans la zone de transit de Neptune. D'ailleurs, Uranus n'est détectable que dans un cas et Saturne comme Jupiter dans deux cas seulement.
Et, autre information utile : aucune de ces 68 exoplanètes ne se trouve dans une zone dite "habitable". Le fait assez étonnant c'est que la Terre est très peu détectable, car c'est majoritairement Mercure qui peut être détectée, pour 34 des 68 exoplanètes concernées. La Terre, quant à elle, n'est détectable que sur 9 d'entre elles : HATS-11 b (en compagnie de Jupiter), 1RXS 1609 b, LKCA 15 b, les quatre WASP-47 b,c,d,e, WASP-68 b et WD 1145+017 b.
Et, autre information utile : aucune de ces 68 exoplanètes ne se trouve dans une zone dite "habitable". Le fait assez étonnant c'est que la Terre est très peu détectable, car c'est majoritairement Mercure qui peut être détectée, pour 34 des 68 exoplanètes concernées. La Terre, quant à elle, n'est détectable que sur 9 d'entre elles : HATS-11 b (en compagnie de Jupiter), 1RXS 1609 b, LKCA 15 b, les quatre WASP-47 b,c,d,e, WASP-68 b et WD 1145+017 b.
Les astrophysiciens britannique, américain et allemand utilisent enfin les taux d’occurrence d'exoplanètes qui sont observés autour d'étoiles de type du Soleil à partir des exoplanètes déjà connues, pour inférer le nombre de planètes tempérées de la taille de la Terre qui seraient susceptibles de pouvoir voir la Terre par ses transits devant le Soleil. Leur résultat est d'environ 3, seulement! Ces exoplanètes jumelles de la Terre devraient pouvoir être détectées par le futur télescope PLATO, lancé en 2024, avec une efficacité de l'ordre d'un tiers.
On saura donc peut-être dans quelques années qu'il existe une planète très semblable à la Terre, dont on connaîtra la localisation, où un observateur serait capable de nous détecter comme nous le faisons nous-même. Inutile de dire que cette exoplanète pourra alors devenir une cible très privilégiée pour les chercheurs de vie intelligente, que ce soit en écoute ou en émission, car si une telle planète était habitée d'êtres aussi intelligents que nous, ils pourraient avoir fait les mêmes calculs et penser à nous...
Liste des 68 exoplanètes d'où des transits de planètes du système solaire peuvent être détectés (Wells et al.) :
Liste des 68 exoplanètes d'où des transits de planètes du système solaire peuvent être détectés (Wells et al.) :
| Planet Identifier | Status | RA (Degrees) | Dec (Degrees) | In Zones |
| EPIC 211913977 b | Confirmed | 130.3441 | 18.9339 | Jupiter + Saturn + Uranus |
| HATS-11 b | Confirmed | 289.4 | -22.39 | Earth + Jupiter |
| HD 181342 b | Confirmed | 290.2667 | -23.6194 | Venus + Mars |
| HD 50554 b | Confirmed | 103.675 | 24.2456 | Venus + Mars |
| K2-26b | Confirmed | 94.2083 | 24.5958 | Venus + Mars |
| 11 Oph b | Confirmed | 245.6042 | -24.0872 | Mercury |
| 1RXS1609 b | Confirmed | 242.375 | -21.0828 | Earth |
| 2M 0441+23 b | Confirmed | 70.4375 | 23.0308 | Mars |
| BD+20 594 b | Confirmed | 53.65 | 20.5992 | Mercury |
| EPIC 216468514 b | Confirmed | 284.9854 | -22.2934 | Saturn |
| GJ 785 b,c | Confirmed | 303.8208 | -27.0331 | Mercury |
| GJ 876 b,c,d,e | Confirmed | 343.3042 | -14.2536 | Mercury |
| GJ 876 f,g | Unconfirmed | 343.3042 | -14.2536 | Mercury |
| GSC 6214-210 b | Confirmed | 245.4792 | -20.7186 | Venus |
| HAT-P-50 b | Confirmed | 118.0625 | 28.1394 | Mercury |
| HATS-3 b | Confirmed | 312.4583 | -24.4289 | Mercury |
| HD 164604 b | Confirmed | 270.7792 | -28.5606 | Mercury |
| HD 171238 b | Confirmed | 278.6833 | -28.0722 | Mercury |
| HD 179949 b | Confirmed | 288.8875 | -24.1792 | Venus |
| HD 204313 b,c,d | Confirmed | 322.05 | -21.7264 | Mercury |
| HD 212771 b | Confirmed | 336.7625 | -17.2636 | Mercury |
| HD 222582 b | Confirmed | 355.4625 | -5.9856 | Venus |
| HD 283668 b | Confirmed | 66.9708 | 24.4447 | Mercury |
| HD 284149 b | Confirmed | 61.6625 | 20.3031 | Venus |
| HD 32963 b | Confirmed | 76.9833 | 26.3281 | Mercury |
| HD 5319 b,c | Confirmed | 13.7542 | 0.7894 | Mercury |
| HD 62509 b | Confirmed | 116.325 | 28.0261 | Mercury |
| HD 79498 b | Confirmed | 138.7875 | 23.3756 | Mercury |
| HD 88133 b | Confirmed | 152.5292 | 18.1867 | Mercury |
| HD 89307 b | Confirmed | 154.5875 | 12.6208 | Mars |
| HIP 78530 b | Confirmed | 240.4792 | -21.9803 | Mercury |
| K2-14 b | Confirmed | 178.057 | 2.5942 | Mars |
| K2-15 b | Confirmed | 178.1108 | 4.2547 | Venus |
| K2-17 b | Confirmed | 178.3298 | 6.4123 | Mercury |
| K2-31 b | Confirmed | 245.4408 | -23.5479 | Mercury |
| LKCA 15 b | Confirmed | 69.825 | 22.3508 | Earth |
| MOA-2011-BLG-293L b | Confirmed | 268.9125 | -28.4769 | Mercury |
| MOA-2013-BLG-220L b | Confirmed | 270.9875 | -28.4553 | Mercury |
| OGLE-2011-BLG-0251L b | Confirmed | 264.5591 | -27.1361 | Mercury |
| OGLE-2012-BLG-0026L b,c | Confirmed | 263.5792 | -27.1428 | Mercury |
| OGLE-2012-BLG-0358L b | Confirmed | 265.6958 | -24.2611 | Venus |
| OGLE-2012-BLG-0563L b | Confirmed | 271.4905 | -27.712 | Mercury |
| OGLE-2013-BLG-0723LB b | Unconfirmed | 263.6708 | -27.4481 | Mercury |
| OGLE-2014-BLG-0124L b | Confirmed | 270.6208 | -28.3964 | Mercury |
| OGLE-2014-BLG-0257L | Confirmed | 270.45 | -28.2619 | Mercury |
| OGLE-2015-BLG-0051L b | Confirmed | 269.6625 | -28.0317 | Mercury |
| OGLE-2015-BLG-0954L b | Confirmed | 270.1833 | -28.6608 | Mercury |
| Pr201 b | Confirmed | 130.4333 | 20.2269 | Mars |
| ROXs12 b | Confirmed | 246.6042 | -24.5433 | Mercury |
| ROXs 42B b | Confirmed | 247.8125 | -24.5456 | Mercury |
| SR12 AB c | Confirmed | 246.8333 | -24.6944 | Mercury |
| V830 Tau b | Confirmed | 68.2917 | 24.5619 | Mercury |
| WASP-157 b | Confirmed | 201.6542 | -8.3175 | Mars |
| WASP-47 b,c,d,e | Confirmed | 331.2042 | -12.0189 | Earth |
| WASP-68 b | Confirmed | 305.0958 | -19.3147 | Earth |
| WD 1145+017 b | Confirmed | 177.1375 | 1.4831 | Earth |
Source
Transit Visibility Zones of the Solar System Planets
R. Wells K. Poppenhaeger C. A. Watson R. Heller
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (14 August 2017)
Illustrations
1) Vue d'artiste du transit d'une planète devant son étoile (Mark Garlick)
2) Principe de la détection d'une planète par la méthode du transit, faisant baisser périodiquement la luminosité de l'étoile. (ESA)
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