Projet
Le projet SPECULOOS recherche des exoplanètes potentiellement habitables autour des étoiles les plus petites et froides du voisinage solaire.
D
epuis 1995, des centaines de planètes ont été détectées en dehors du système solaire (exoplanètes), révélant que la majorité des étoiles de notre Galaxie possèdent leur propre système planétaire. En parallèle à ces détections, de nombreux projets ont réussi à caractériser en détail certaines exoplanètes géantes, notamment à analyser leurs atmosphères. Appliquer les techniques développées par ces études pionnières à des exoplanètes telluriques est la prochaine étape pour étudier d'autres Terres et y chercher la vie.
Afin d'ouvrir cette voie, le projet SPECULOOS (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars, recherche de planètes habitables éclipsant des étoiles ultra-froides) vise à détecter des planètes telluriques éclipsant certaines des étoiles les plus petites et les plus froides du voisinage solaire. Cette stratégie est motivée par la possibilité d'étudier en détail de telles planètes avec le télescope spatial James Webb (JWST) ou avec les télescopes géants du futur comme l’E-ELT. Les exoplanètes détectées par SPECULOOS devraient ainsi nous offrir l'opportunité d'analyser l'atmosphère de mondes extrasolaires similaires à notre Terre, afin notamment d'y chercher les traces d'une activité biologique.
La méthode utilisée par SPECULOOS pour détecter des exoplanètes est celle dite des transits. La capacité de cette méthode à détecter et étudier en détail de petites planètes rocheuse, comme la Terre, est d’autant plus forte que l’étoile hôte est petite, froide, et proche. En effet, pour la même planète, plus petite est l’étoile, et plus grande sera la fraction de sa surface cachée par la planète ou par son limbe atmosphérique durant le transit. Plus petite et froide est l’étoile, et donc moins lumineuse elle est, et plus grande est la contribution de la planète à la lumière mesurée par nos instruments. Et plus proche est le système, plus précises sont nos mesures. En prenant en compte ces éléments, on peut estimer que la détection et l’étude d’une atmosphère d’une exoplanète similaire à la Terre (taille, masse, atmosphère, température) en transit n’est possible que si son étoile est une naine ultrafroide. Cette catégorie regroupe les objets stellaires dont la température de surface est inférieure à la moitié de celle du Soleil. Ces objets ont respectivement une masse et un rayon de moins de 10% et 15% de ceux du notre étoile. Si leur masse est inférieure à ~7% de celle du Soleil, ce ne sont pas des étoiles, mais des naines brunes, c‘est-à-dire des objets qui se forment comme des étoiles mais qui ne transforment pas l’hydrogène en hélium en leur cœur (fusion nucléaire).
L’objectif de SPECULOOS est d’observer les ~1000 naines ultrafroides qui sont suffisamment plus proches et brillantes pour permettre l’étude atmosphérique d’une éventuelle exoplanète potentiellement habitable de taille terrestre. Environ 90% de ces objets sont des étoiles très peu massives, et le reste sont des naines brunes. Pour être clair, l’objectif de SPECULOOS est de détecter des exoplanètes en transit autour d’un maximum de ces étoiles, pas d’étudier leurs atmosphères. Pour cela, il faut un télescope spatial extrêmement puissant comme le James Webb Space Telescope.
SPECULOOS est un projet dirigé par l'Université de Liège (chef de projet: Michaël Gillon) et effectué en partenariat avec l'Université de Cambridge, l'Université de Birmingham, le Massachusetts Institute of Technology, l'Université de Berne, et l'Université de Zurich. Il se base sur un réseau de télescopes robotiques distribués sur deux observatoires principaux, SPECULOOS-Suda au Chili (4 télescopes) et SPECULOOS-Nord à Tenerife (1 télescope, bientôt 2), complémentés par les télescopes SAINT-Ex (1 télescope au Mexique).
Le projet vit le jour en 2011 sous la forme d’un prototype sur le télescope TRAPPIST-South (lien vers site TRAPPIST) au Chili. Ce prototype a permis la découverte de l’extraordinaire système planétaire TRAPPIST-1 (= SPECULOOS-1) composés de sept planètes similaires à la Terre en orbite autour d’une étoile naine ultrafroide située à 40 années-lumière . Après cette phase prototype, le projet lui-même démarra ses opérations en 2019. En 2022, il a découvert une nouvelle planète potentiellement habitable autour d’une étoile très peu massive nommée SPECULOOS-2 (Delrez et al. 2022). En 2024, il a trouvé ensuite une planète de taille terrestre en orbite très courte autour de SPECULOOS-3, une étoile naine ultra-froide à 55 années-lumière (Gillon et al. 2024). Beaucoup d’autres découvertes devraient suivre...
SPECULOOS est financé par le Conseil Européen de la Recherche, le FNRS, l’Université de Liège, la Région Wallonne, la SNSF, ainsi que par les Fondations du Prix Balzan, du Prix MERAC, Francqui, Simons, et Heising-Simons.
