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Super-Terre

exoplanète plus massive que la Terre mais moins qu'une planète géante
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Ne doit pas être confondu avec Exo-Terre, Méga-Terre ou Planète super-habitable.

Article général : planète tellurique (ou rocheuse).

Une super-Terre[1], super-terre[2] ou superterre[3],[4],[5] est une exoplanète ayant une masse comprise entre celle de la Terre et celle d'une planète géante, avec une limite supérieure de dix fois la masse de la Terre[6], la limite inférieure variant entre un et cinq fois la masse de la Terre selon les sources.

Illustration de la taille de la super-terre GJ 1214 b (au centre) en comparaison avec la Terre et Neptune.

Dans les médias, la présentation des super-Terres est souvent erronée : elles sont confondues avec des planètes qui pourraient abriter une forme de vie ou possédant à leur surface des conditions proches de celles de la Terre, ce qui n'est pas le cas pour la grande majorité d'entre elles[réf. souhaitée].

La planète μ Arae c est parfois présentée comme la première super-Terre à avoir été découverte[7], bien que sa masse soit estimée à 10,5 masses terrestres[8]. La planète CoRoT-7 b est la première super-Terre dont la nature tellurique (rocheuse) a été confirmée[9].

Plusieurs super-Terres ont été découvertes depuis celle de Gliese 876 d par l'équipe d'Eugenio Rivera en 2005. Le Système solaire n'en contient aucune : toutes les planètes plus massives que la Terre y sont des géantes gazeuses d’au moins 14 masses terrestres. Cela serait dû à l'influence gravitationnelle de Jupiter et Saturne[10].

Terminologie

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Super-Terre vient de l'anglais super-Earth, qui a été introduit par l'astronome bulgare Dimitar D. Sasselov[11]. Le premier article à l'employer est paru en [12]. D'après Cristina Nicolae et Valérie Delavigne [13], super-Terre serait apparu en français dans des revues de vulgarisation scientifique — d'abord par Science & Vie en [14] — puis aurait été repris dans des communications scientifiques — d'abord par François Bouchy en [15] — et des communiqués de presse scientifiques — tels ceux du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) depuis fin [16].

Définition

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Vue d'artiste de l'exoplanète LHS 1140 b.

Il existe quelques incertitudes au sujet de la fourchette de masse servant de critère à cette appellation : Valencia et al. (2007) définissent une super-Terre comme une planète rocheuse ayant une masse comprise entre une et dix masses terrestres[17], tandis que Fortney et al. (2007) proposent une fourchette comprise entre cinq et dix masses terrestres[18], sans compter d'autres définitions pouvant apparaître dans la presse scientifique[19],[20],[21]. Dans le cadre des travaux du télescope spatial Kepler, une super-Terre est définie comme ayant un rayon Rp compris entre 1,25 et 2 fois celui de la Terre (planète « de taille terrestre » [Earth-size] : Rp < 1,25 RT ; « super-Terre » [super-Earth size] : 1,25 RT < Rp < 2 RT ; planète « de taille neptunienne » [Neptune-size] : 2 RT < Rp < 6 RT ; planète « de taille jovienne » [Jupiter-size] : 6 RT < Rp < 15 RT ; planète « de très grande taille » [very-large-size] (jusqu'à deux fois la taille de Jupiter) : 15 RT < Rp < 22,4 RT ; non prises en compte [not considered] : Rp> 22,4 RT)[22]. Une distinction y est également faite entre les super-Terres, planètes telluriques avec un sol bien défini, et les « mini-Neptunes », de taille et masse comparables, mais couvertes d'une épaisse atmosphère gazeuse.

La distinction entre ces super-Terres et ces mini-Neptunes est remise en doute par certains, et leur habitabilité présumée, par voie de conséquence, s’en verrait aussi diminuée[23].

Système solaire

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Le Système solaire ne contient pas de super-Terre. D'après Konstantin Batyguine, de l'Institut de technologie de Californie, et Greg Laughlin, de l'Université de Californie à Santa Cruz[24], l'absence de super-Terre au sein du Système solaire serait un des résultats du Grand Tack, une étape hypothétique de la formation de notre système planétaire qui a été proposée en 2011[25] afin notamment d'expliquer la petitesse relative de Mars[26] qui est une des pierre d'achoppement du modèle de Nice.

Autres systèmes planétaires

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  • Autour de Gliese 581 :
    • le , le spectrographe HARPS installé sur le télescope de 3,6 m de l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili annonce la découverte d'une planète « de type terrestre habitable » : Gliese 581 c, orbitant autour de l'étoile Gliese 581 située à seulement 20,5 années-lumière de la Terre. Trois laboratoires associés du CNRS ont participé à la découverte, avec des chercheurs de l'Observatoire de Genève et du Centre d'astronomie de Lisbonne[27] ;
    • le , Gliese 581 d, une autre planète « de type terrestre habitable » est également découverte autour de l'étoile Gliese 581. Gliese 581 d semble également être une meilleure candidate que sa voisine quant au potentiel d'habitabilité ;
    • le , la découverte de Gliese 581 g est annoncée. Aussi découverte autour de l'étoile Gliese 581, elle est la planète dont le potentiel d'habitabilité est le plus élevé à cette date[28].
  • Autres exoplanètes :
    • découverte de Kepler-22 b le 5 décembre 2011, dont la masse est encore inconnue à cette date, mais qui pourrait être plus habitable que les planètes orbitant autour de Gliese 581 ;
    • HD 40307 g, planète extrasolaire de type Super-Terre orbitant dans la zone habitable de l'étoile HD 40307, située à 42 années-lumière de la Terre dans la direction de la constellation australe du Peintre ;
    • Kepler-69c, planète extrasolaire de type Super-Terre orbitant dans la zone habitable d'une étoile de même type que le Soleil située à 2 700 années-lumière du système solaire. Elle a été découverte le  ;
    • Kepler-62 e est une exoplanète de type Super-Terre, en orbite autour de l'étoile Kepler-62 située à 1 200 années-lumière de la Terre. Elle fut découverte par le télescope spatial Kepler en 2013 ;
    • Kepler-62 f, la « grande sœur » de Kepler-62 e, est la planète la plus éloignée de son étoile (Kepler-62) parmi les cinq planètes de ce système. Elle fut également découverte par le télescope spatial Kepler en 2013.
    • Luyten b, une super-Terre autour de l'Étoile de Luyten ;
    • Gliese 411 b, une planète de trois masses terrestres autour de l'étoile Gliese 411 (Lalande 21185) ;
    • Janssen (55 Cancri e), une planète de 8,63 ± 0,35 MT découverte en 2004, pourvue d'une atmosphère.
    • TOI-1075 b découverte en 2022 est, avec une masse de 9,95 MT , la plus grosse super-Terre identifiée à ce jour. La NASA l'a décelée par la méthode du transit grâce au Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) à 200 années-lumière du Système solaire. Par ailleurs, cette exoplanète se situe dans l'écart de Fulton.

Dans la culture

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  • Dans son roman La Planète géante écrit en 1957 (soit 38 ans avant la découverte de la première exoplanète, 51 Pegasi b, en 1995, et 52 ans avant celle de la première super-Terre tellurique, CoRoT-7 b, en 2009), l’écrivain américain de science-fiction Jack Vance situe son récit sur une planète d’un diamètre de 40000 km, soit plus de trois fois supérieur à celui de la Terre.
  • L’action du roman Question de poids écrit en 1953 par l’auteur américain de science-fiction Hal Clement se situe sur la planète fictionnelle Mesklin, une super-Terre d’un diamètre équatorial de 77250 km pour un diamètre de pôle à pôle de 31770 km : du fait de sa période de rotation très rapide (17,75 minutes) à l’origine de forces centrifuges considérables, la planète présente en effet un important aplatissement, et une gravité de surface de 3 g à l’équateur contre 700 g aux pôles.

Notes et références

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  1. ↑ Olivier Mousis (LAM), « Une super-Terre voisine faite de diamant ? » [html], sur INSU-CNRS, mis en ligne le 11 octobre 2012 (consulté le )
  2. ↑ Anna Biazzi, « Deux nouvelles super-terres détectées à 54 années-lumière de la Terre » [html], sur Journal de la science, mis en ligne le 30 avril 2015 (consulté le ).
  3. ↑ Jean-François Haït, « Des superterres à perte de vue », La Recherche, no 460,‎ , p. 30 (lire en ligne [html], consulté le )
  4. ↑ Entrée « superterre » [html] du Dictionnaire d'astronomie en libre accès sur Futura-Sciences (consulté le 9 juin 2015).
  5. ↑ Sébastien Balibar et Édouard Brézin (dir.), Demain, la physique, Paris, Odile Jacob, coll. « Science », 2de éd. revue et augmentée (1re éd. 2004), 368 p., 155 × 240 mm (ISBN 978-2-7381-2305-3, OCLC 690188754, BNF 42122921, présentation en ligne), p. 36 (lire en ligne [html], consulté le 9 juin 2015).
  6. ↑ [1]
  7. ↑ Martin Steinacher et al., « 32 nouvelles exoplanètes découvertes » [html], sur Observatoire européen austral, traduction en français du communiqué de presse scientifique no 0939 du (consulté le ) : « L'équipe de Michel Mayor a découvert, entre autres, en 2004, la première super-Terre autour de µ Ara(e) ».
  8. ↑ (en) Francesco Pepe et al., « The HARPS search for southern extra-solar planets. VIII.– μ Arae, a system with four planets », Astronomy and Astrophysics, vol. 462, no 2,‎ , p. 769-776 (DOI 10.1051/0004-6361:20066194, Bibcode 2007A&A...462..769P, arXiv astro-ph/0608396, résumé, lire en ligne [PDF], consulté le ).
  9. ↑ (en) Martin Steinacher et al., « La masse et la densité de la plus petite exoplanète connue enfin déterminée : elle est rocheuse ! » [html], sur Observatoire européen austral, traduction en français du communiqué de presse no 0933 du (consulté le ).
  10. ↑ [2]
  11. ↑ (en) Dimitar D. Sasselov, The life of super-Earths: How the hunt for alien worlds and artificial cells will revolutionize life on our planet, New York, Basic Books, [1re éd.], XVI-202 p. (ISBN 978-0-465-02193-2 et 978-0-465-02340-0, OCLC 787844818, BNF 42633826, présentation en ligne), partie I, chap. 4 : « Chasing transits », n. 18, p. 176-177 (lire en ligne [html], consulté le 10 juin 2015) et partie I, chap. 5 : « Super-Earth: A new type of planets », n. 2, p. 178 (lire en ligne [html], consulté le 10 juin 2015).
  12. ↑ (en) G. J. Melnick et al., « The Extra-Solar Planet Imager (ESPI): A proposed MIDEX mission », Bulletin of the American Astronomical Society, vol. 34,‎ , p. 559 (Bibcode 2001AAS...199.0910M).
  13. ↑ Cristina Nicolae et Valérie Delavigne (LiDiFra), « Naissance et circulation d'un terme : une histoire d'exoplanètes », Texte et Corpus, no 4 « Acte des sixièmes Journées de la linguistique de corpus (10, 11 et 12 septembre 2009, Lorient, France) »,‎ , p. 217-229 (lire en ligne [PDF], consulté le ).
  14. ↑ Valérie Greffoz, « Exoplanètes : on est enfin tout près de les voir ! », Science et Vie,‎ , p. 72-75.
  15. ↑ François Bouchy, « Détection des exoplanètes par mesures de vitesses radiales », dans Jean-Louis Halbwachs, Daniel Egret et Jean-Marie Hameury (dir.), Formation planétaire et exoplanètes : Actes de l'École thématique du CNRS organisée par l'Observatoire astronomique de Strasbourg et la Société française d'astronomie et d'astrophysique (23-27 mai 2005, Goutelas, France), Strasbourg, Observatoire astronomique de Strasbourg, , VIII-355 p. (OCLC 492820297), p. 27-53 (lire en ligne [PDF], consulté le 10 juin 2015).
  16. ↑ Laetitia Louis, « Une planète habitable à vingt années-lumière de la Terre » [html], sur 2.cnrs.fr, Centre national de la recherche scientifique, communiqué de presse du (consulté le ).
  17. ↑ (en) Diana Valencia, « Radius and structure models of the first super-earth planet », The Astrophysical Journal, vol. 656, no 1,‎ , p. 545–551 (DOI 10.1086/509800, lire en ligne)
  18. ↑ (en) Fortney et al., « Planetary Radii across Five Orders of Magnitude in Mass and Stellar Insolation: Application to Transits », The Astrophysical Journal, vol. 659, no 2,‎ , p. 1661–1672 (DOI 10.1086/512120, lire en ligne)
  19. ↑ Peter N. Spotts. Canada's orbiting telescope tracks mystery 'super Earth', Hamilton Spectator, 2007-04-28
  20. ↑ Life could survive longer on a super-Earth - space - 11 November 2007 - New Scientist Space
  21. ↑ ICE - News Detail
  22. ↑ - Characteristics of planetary candidates observed by Kepler, II: Analysis of the first four months of data
  23. ↑ (en) Are super-Earths really mini-Neptunes?
  24. ↑ (en) Konstantin Batygin et Greg Laughlin, « Jupiter's decisive role in the inner Solar System's early evolution » [« Rôle décisif de Jupiter au début de l'évolution du Système solaire interne »], Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America,‎ (DOI 10.1073/pnas.1423252112, résumé)
    L'article a été reçu par le , accepté le et mis en ligne le .
  25. ↑ (en) Kevin J. Walsh, Alessandro Morbidelli, Sean N. Raymond, David P. O'Brien et Avi M. Mandell, « A low mass for Mars from Jupiter's early gas-driven migration », Nature, vol. 475, no 7355,‎ , p. 206-209 (DOI 10.1038/nature10201, Bibcode 2011Natur.475..206W, arXiv 1201.5177, résumé)
    L'article a été reçu par la revue Nature le , accepté par son comité de lecture le et mis en ligne le .
  26. ↑ Benoît Rey, « La petite taille de Mars enfin expliquée », sur Ciel et Espace, (consulté le )
  27. ↑ (fr) Première découverte d'une planète habitable hors du système solaire, dépêche de l'AFP du
  28. ↑ (en) Dennis Overbye, « New Planet May Be Able to Nurture Organisms », The New York Times,‎ (lire en ligne)

Voir aussi

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