Alors que la prochaine génération d’observatoires géants de grande puissance commence à fonctionner, des recherches récentes suggèrent que leurs outils pourraient offrir aux scientifiques une opportunité sans précédent de comprendre les conditions météorologiques sur des exoplanètes lointaines. Connus sous le nom d'Extremely Large Telescope (ELT), les observatoires, qui comprennent l'Extremely Large Telescope (ELT), le Giant Magellan Telescope (GMT) et le Thirty Meter Telescope (TMT), seront les plus grands télescopes au sol jamais construits, avec des instruments qui devraient surpasser le télescope spatial James Webb.
La prochaine génération de télescopes géants offrira des opportunités sans précédent pour étudier les changements météorologiques et de surface d'objets cosmiques lointains, aidant ainsi à explorer leur composition chimique et leurs champs magnétiques. Cette capacité avancée améliorera la recherche de vie extraterrestre en fournissant des informations détaillées sur les planètes potentiellement habitables. Illustration d'artiste d'un monde extraterrestre. La recherche utilise un nouveau code pour tester les capacités des télescopes de nouvelle génération.
Les données collectées avec ces puissants instruments permettront aux astronomes d'utiliser l'imagerie Doppler - une technique capable de reproduire des cartes bidimensionnelles des surfaces des corps célestes - pour mesurer avec précision les propriétés magnétiques et chimiques de cibles ultra-froides (ou d'objets cosmiques dont la température est inférieure à 2 700 K, comme les naines brunes (BD) ou les étoiles de très faible masse (VLM)) - et même de certaines exoplanètes.
En plus de contribuer à améliorer notre compréhension de certains des objets les plus mystérieux de l'univers, la possibilité d'étudier la composition chimique de ces objets avec plus de précision fournit également des informations plus approfondies sur la recherche de la vie sur d'autres mondes, a déclaré Michael Plummer, auteur principal de l'étude et étudiant diplômé en astronomie à l'Ohio State.
"Comprendre l'atmosphère d'autres corps en dehors de notre système solaire nous permet non seulement de comprendre comment l'atmosphère terrestre se comporte, mais permet également aux scientifiques d'appliquer ces concepts à l'étude de planètes potentiellement habitables", a déclaré Plummer.
La recherche a été récemment publiée dans The Astrophysical Journal.
Le magnétisme est particulièrement important dans la recherche de mondes comme le nôtre, car les champs magnétiques, en particulier ceux des systèmes stellaires plus petits, sont considérés comme nécessaires pour soutenir et influencer la capacité des planètes à supporter la vie à leur surface.
Pour faciliter cette recherche, Plummer et le co-auteur de l'étude Ji Wang, professeur adjoint d'astronomie à l'Ohio State University, ont précédemment développé un code d'analyse accessible au public appelé "Imber" pour simuler et déduire des différences telles que la présence de taches d'étoiles magnétiques, de systèmes nuageux et d'autres phénomènes atmosphériques (tels que les ouragans) à la surface d'objets distants.
Dans cette étude, ils ont utilisé cette technique pour estimer les capacités scientifiques de divers instruments ELT à détecter les changements de surface sur six cibles : Trappist-1, un système de sept planètes bien étudié à environ 40 années-lumière de la Terre, deux naines brunes et trois exoplanètes.
Ils ont utilisé cette technologie pour étudier les capacités du Large Earth Explorer (GMT/GCLEF) de GMT, de l'imageur et spectrographe ELT dans l'infrarouge moyen d'ELT (ELT/METIS) et du spectrographe infrarouge à haute résolution limitant la diffraction multi-objets (MODHIS) de TMT.
Les chercheurs ont découvert que même si la détection des taches d'étoiles sur Trappist-1 était difficile pour les trois instruments en raison de l'inclinaison des bords de Trappist-1 (ou de son orbite parallèle au reste du ciel), l'ELT et le TMT pouvaient produire des observations à haute résolution de naines brunes et d'exoplanètes en une seule rotation.
En revanche, les instruments du GMT nécessitent plusieurs séries d'observations pour déterminer si les exoplanètes sélectionnées pour l'étude présentent des irrégularités de surface. Dans l’ensemble, cette étude montre que leur technique peut estimer avec précision les capacités futures des ELT et aider à déterminer si les cibles futures justifient des études plus vastes.
Plummer a également déclaré que la nouvelle technique a suscité l'intérêt des scientifiques qui espèrent identifier ou confirmer la découverte d'objets planétaires en utilisant la méthode de la vitesse radiale - une méthode de découverte d'exoplanètes en étudiant le léger effet gravitationnel d'un objet sur l'étoile sur laquelle il orbite. Essentiellement, leurs recherches constituent la première étape pour aider les scientifiques à tirer le meilleur parti des futurs instruments astronomiques.
"Plus nous en apprenons sur d'autres planètes semblables à la Terre, plus ces découvertes peuvent éclairer la science de la Terre elle-même. Notre travail est particulièrement adapté pour aider à réaliser ces observations du monde réel", a déclaré Plummer.