Les exoplanètes semblables à la Terre ont-elles des champs magnétiques ? Un signal radio lointain est un signe prometteur

Les chercheurs Sebastian Pineda et Jackie Villadsen ont observé un signal radio répété émanant de l’étoile YZ Ceti à l’aide du Karl G. Jansky Very Large Array, un radiotélescope exploité par le National Radio Astronomy Observatory de la US National Science Foundation. Les recherches de Pineda et Villadsen pour comprendre les interactions du champ magnétique entre les étoiles distantes et leurs planètes en orbite sont soutenues par la NSF. Leurs recherches ont été publiées aujourd’hui dans la revue Astronomie naturelle.

“La recherche de mondes potentiellement habitables ou porteurs de vie dans d’autres systèmes solaires dépend en partie de la capacité à déterminer si des exoplanètes rocheuses semblables à la Terre ont réellement des champs magnétiques”, explique Joe Pesce de la NSF, directeur de programme pour l’Observatoire national de radioastronomie. “Cette recherche montre non seulement que cette exoplanète rocheuse particulière a probablement un champ magnétique, mais fournit une méthode prometteuse pour en trouver plus.”

Le champ magnétique d’une planète peut empêcher l’atmosphère de cette planète d’être usée au fil du temps par les particules crachées par son étoile, explique Pineda, astrophysicien à l’Université du Colorado. “La survie d’une planète avec une atmosphère ou non peut dépendre du fait que la planète a un champ magnétique puissant ou non.”

Un signal radio d’une autre étoile

“Je vois cette chose que personne n’a jamais vue se produire auparavant”, se souvient Villadsen, astronome à l’Université Bucknell, du moment où elle a isolé le signal radio pour la première fois tout en déversant des données chez elle un week-end.

“Nous avons vu l’éclatement initial et c’était magnifique”, dit Pineda. “Quand nous l’avons revu, c’était très révélateur que, OK, peut-être que nous avons vraiment quelque chose ici.”

Les chercheurs émettent l’hypothèse que les ondes radio stellaires qu’ils ont détectées sont générées par les interactions entre le champ magnétique de l’exoplanète et l’étoile autour de laquelle elle orbite. Cependant, pour que de telles ondes radio soient détectables sur de longues distances, elles doivent être très puissantes. Alors que des champs magnétiques ont déjà été détectés sur des exoplanètes massives de la taille de Jupiter, le faire pour une exoplanète relativement petite de la taille de la Terre nécessite une technique différente.

Parce que les champs magnétiques sont invisibles, il est difficile de déterminer si une planète lointaine en a réellement un, explique Villadsen. “Ce que nous faisons, c’est chercher un moyen de les voir”, dit-elle. “Nous recherchons des planètes qui sont vraiment proches de leurs étoiles et qui ont une taille similaire à la Terre. Ces planètes sont bien trop proches de leurs étoiles pour être quelque part où vous pourriez vivre, mais parce qu’elles sont si proches, la planète est en quelque sorte en train de labourer à travers un tas de trucs venant de l’étoile.

“Si la planète a un champ magnétique et qu’elle traverse suffisamment d’étoiles, l’étoile émettra des ondes radio brillantes.”

La petite étoile naine rouge YZ Ceti et son exoplanète connue, YZ Ceti b, formaient une paire idéale car l’exoplanète est si proche de l’étoile qu’elle effectue une orbite complète en seulement deux jours. (En comparaison, l’orbite planétaire la plus courte de notre système solaire est celle de Mercure à 88 jours.) Alors que le plasma de YZ Ceti se détache de la “charrue” magnétique de la planète, il interagit ensuite avec le champ magnétique de l’étoile elle-même, qui génère des ondes radio puissantes. assez pour être observé sur Terre.

La force de ces ondes radio peut ensuite être mesurée, permettant aux chercheurs de déterminer la force du champ magnétique de la planète.

Aurores boréales sur un autre monde ?

“Cela nous donne de nouvelles informations sur l’environnement autour des étoiles”, explique Pineda. “Cette idée est ce que nous appelons la” météo spatiale extrasolaire “.”

Les particules à haute énergie du soleil et parfois d’énormes éclats de plasma créent un climat solaire plus près de chez nous, autour de la Terre. Ces éjections du soleil peuvent perturber les télécommunications mondiales et court-circuiter l’électronique dans les satellites et même à la surface de la Terre. L’interaction entre le temps solaire et le champ magnétique terrestre et l’atmosphère crée également le phénomène des aurores boréales, ou aurores boréales.

Les interactions entre YZ Ceti b et son étoile produisent également une aurore, mais avec une différence significative : l’aurore est sur l’étoile elle-même.

“Nous voyons en fait l’aurore sur l’étoile – c’est ce qu’est cette émission radio”, explique Pineda. “Il devrait aussi y avoir des aurores sur la planète si elle a sa propre atmosphère.”

Les deux chercheurs conviennent que si YZ Ceti b est le meilleur candidat à ce jour pour une exoplanète rocheuse avec un champ magnétique, ce n’est pas un cas clos. “Cela pourrait vraiment être ça”, dit Villadsen. “Mais je pense qu’il faudra beaucoup de travail de suivi avant qu’une confirmation très forte des ondes radio causées par une planète ne sorte.”

“De nombreuses nouvelles installations radio sont en ligne et prévues pour l’avenir”, déclare Pineda à propos des possibilités de recherches futures. “Une fois que nous aurons montré que cela se produit réellement, nous pourrons le faire de manière plus systématique. Nous n’en sommes qu’au début.”