Avec 0,87 et 1 rayon terrestre, Kepler-20e et Kepler-20f sont les deux plus petites planètes jamais détectées autour d'une étoile. Elles viennent d'être découvertes par la méthode des transits grâce au satellite américain Kepler à 950 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Cygne.

Inhospitalières, mais symboliques

Les deux planètes bouclent leur orbite en 6 et 20 jours et ne sont donc pas situées dans la zone habitable de leur étoile, quasi-identique au Soleil.

Pour le chasseur d'exoplanètes américain Geoffrey Marcy (lire son interview dans le Ciel & Espace de janvier, en kiosque le 24 décembre), leur découverte est cependant « beaucoup plus importante » que celle de Kepler-22b, voici deux semaines. « Kepler 20e et 20f sont les premières planètes de taille terrestre jamais découvertes. Et elles sont presque certainement rocheuses. C'est un moment décisif dans l'histoire de l'humanité », s'enthousiasme l’astronome.

Plus tempéré, le principal auteur de la découverte, François Fressin, souligne pour sa part qu’« une limite vient d'être franchie ». Après les « Jupiter chaudes », les « mini-Neptune » et les « super-Terre », la recherche des exoplanètes entre désormais dans le territoire des « Terre ».

Kepler 20e est si proche de son étoile qu'elle ne peut posséder ni hydrogène, ni hélium, ni eau. C'est un bout de rocher chauffé à plus de 700°C qui, selon les modèles de structure interne de planètes telluriques, pèse entre 0,4 et 1,7 masse terrestre.

Kepler 20f, de 0,7 à 3 masses terrestres, est probablement rocheuse elle aussi. Elle est chauffée à plus de 400°C, mais il existe une petite chance qu'elle possède une enveloppe d'eau.

Tout un système solaire

En réalité, les deux planètes ne tournent pas seules autour de leur Soleil. « Le système planétaire compte également une super-Terre et deux mini-Neptune. Et les cinq planètes circulent toutes dans un rayon plus petit que celui de l'orbite de Mercure ! » s'enthousiasme François Fressin.

Kepler 20b, avec ses 1,9 rayon terrestre et une masse estimée à 9 fois celle de la Terre, pourrait être une grosse planète rocheuse, une « super-Terre ». Elle boucle son orbite en moins de 4 jours.

Kepler 20c, qui tourne en 11 jours, est 3 fois plus grande que notre planète et probablement 16 fois plus massive. Sa densité relativement faible indique qu'elle possède beaucoup d'eau, ou une épaisse enveloppe de gaz (planète « mini-Neptune »).

Kepler 20d, qui approche la période de révolution de Mercure (77 jours contre 88) est à peine plus petite que Kepler 20c (2,8 rayons terrestres), mais sa masse est inconnue. Il s'agit sans doute aussi d'un mini-Neptune.

« Avec une super-Terre, une Terre, une mini-Neptune, une autre Terre et une autre mini-Neptune, l'architecture du système de l’étoile Kepler 20 est très étonnante », reprend François Fressin. Par sa compacité, elle rappelle celle de Kepler 11. Elle n'a en tout cas rien à voir avec celle du Système solaire, où planètes rocheuses et planètes gazeuses sont bien séparées. Le Système solaire est-il la règle, ou l'exception ?

Pour en apprendre plus sur ces sujets, écoutez Exoplanètes, le bon grain et l'ivraie, avec l'astrophysicien Franck Selsis, sur le site de Ciel & Espace Radio.