Kepler-90 d

Une autre planète pourrait-elle se trouver entre Kepler-90 i et d ?

La période orbitale de Kepler-90 i est d'environ 14,45 jours, et celle de la prochaine planète confirmée d est d'environ 59,74 jours. Dans cette zone où la période orbitale devient plus de quatre fois plus longue d'un coup, aucune planète n'a encore été découverte. Cependant, le fait qu'aucune planète n'ait été découverte ne constitue pas une preuve de son absence. Une étude de 2025 a calculé que même si une planète de 1,3 fois la taille de la Terre passait devant l'étoile sur une orbite intermédiaire, la probabilité de trouver ce signal dans les données de Kepler pourrait être inférieure à 50 %.

• Environ 59,74 jours Période orbitale de d mesurée par passages répétés
• Environ 4,13 fois Augmentation de la période orbitale de i à d
• Environ 2,87 fois la Terre Rayon de d déterminé par la profondeur du transit et la taille de l'étoile
• Moins de 50 % Taux de détection du signal d'une planète de 1,3 fois la taille de la Terre insérée sur une orbite intermédiaire

Pourquoi le transit d’une petite planète est-il facile à manquer ?

Si l'on place les planètes actuellement connues dans l'ordre de proximité à l'étoile, cela donne b, c, i, d. La différence de période orbitale entre i et d est d'environ 45,3 jours, et le point médian basé sur la période est d'environ 29,4 jours. Si une planète orbitait selon cette période, elle pourrait passer devant l'étoile environ 50 fois pendant les quatre années d'observation de Kepler. Ce nombre peut sembler élevé, mais si la quantité de lumière stellaire occultée par la planète est très faible, il est difficile de la détecter dans le bruit.

Lorsqu'une planète de 1,3 fois la taille de la Terre passe devant Kepler-90, la lumière de l'étoile diminue d'environ un dix-millième. Les interruptions d'observation, les variations de luminosité intrinsèques de l'étoile, le bruit instrumentale et les signaux des autres planètes déjà connues peuvent masquer un changement aussi petit. En réalité, i, de taille similaire, était présente dans les mêmes données, mais a été manquée dans plusieurs analyses. En 2017, l'intelligence artificielle a sélectionné ce signal comme candidat à examiner en priorité, et après une vérification statistique séparée, il a été confirmé comme planète.

Même si une planète passe plusieurs fois devant l'étoile, un signal faible peut être manqué dans les données. Le fait de ne pas avoir encore trouvé le signal ne permet pas de conclure que la planète n'existe pas.

Quelle différence y a-t-il entre la possibilité qu’une planète existe et celle de la détecter ?

En 2025, l'équipe de recherche a inséré une planète fictive entre i et d et a testé deux choses. Tout d'abord, ils ont calculé si cette planète pouvait maintenir sa trajectoire pendant longtemps sans entrer en collision avec les autres planètes environnantes. Dans plusieurs calculs avec des masses allant de quelques fois à des dizaines de fois celle de la Terre, la planète fictive a maintenu une orbite stable. Cela signifie qu'il existe un espace où une planète pourrait exister entre i et d, et ne signifie pas qu'une planète réelle ait été découverte.

Ensuite, l'équipe de recherche a calculé à quelle fréquence un signal fictif serait détecté en tenant compte du bruit des données réelles de Kepler et du processus de recherche de planètes. Lorsqu'ils ont placé une planète de 1,3 fois la taille de la Terre sur une orbite intermédiaire et l'ont configurée pour passer devant l'étoile, plus de la moitié passent inaperçues. Par conséquent, il est possible qu'un passage d'une petite planète apparaisse dans les données réelles. L'explication selon laquelle la gravité de la grande planète extérieure inclinerait l'orbite de la planète fictive de sorte qu'elle ne puisse pas passer devant l'étoile n'a pas montré un effet suffisant dans les calculs.

Le calcul montrant qu'une orbite stable est possible ne signifie pas qu'une planète cachée a été découverte. Le résultat montrant que l'influence de la grande planète extérieure était faible ne signifie pas non plus que toutes les planètes qui ne passent pas devant l'étoile sont absentes. Ce qui est actuellement confirmé, c'est qu'il n'y a pas de planète détectée entre i et d, et non qu'il n'y a aucune planète possible, simplement qu'aucun signal supplémentaire fiable n'a encore été trouvé.

La taille de Kepler-90 d peut-elle expliquer l’espace orbital apparemment vide ?

Le rayon de d est environ 2,87 fois celui de la Terre, beaucoup plus grand que b·c·i à l'intérieur. Une telle taille est courante sur des planètes qui possèdent des substances qui s'évaporent facilement comme l'eau sur un noyau rocheux, ou une atmosphère riche en hydrogène et en hélium. Cependant, il n'est pas possible de déterminer les matériaux internes uniquement à partir de la taille. La masse d'environ 8,6 masses terrestres donnée par la NASA Exoplanet Archive n'est pas une mesure directe de la gravité de d, mais une valeur estimée à partir des statistiques d'autres planètes de taille similaire.

L'augmentation soudaine de la taille de la planète de i à d fournit des indices sur les processus de formation des systèmes planétaires et la perte d'atmosphère. Cependant, étant donné l'espace entre i et d, il n'y a aucune preuve que d ait grandi ou ait repoussé de petites planètes voisines. Pour tester ces hypothèses, il faut connaître la masse réelle de d, la forme de son orbite et l'existence éventuelle de planètes intermédiaires.

1. Observations actuelles Aucun signal de transit n'a été détecté entre les périodes de 14,45 jours de i et de 59,74 jours de d.
2. Recherche de signaux simulés On introduit le signal d'une planète simulée avec taille et période définies dans les données et on calcule à quelle fréquence on peut le détecter.
3. Calcul de la stabilité orbitale On vérifie si une planète virtuelle peut maintenir son orbite sans entrer en collision avec les planètes environnantes.
4. Observations supplémentaires On réanalyse les données de luminosité de l'étoile et on cherche l'influence d'une planète supplémentaire à partir des heures de passage et des mouvements de l'étoile.

Quel lien y a-t-il entre l’environnement de d et une éventuelle planète cachée ?

d se trouve à environ 0,32 UA de l'étoile, soit environ 47,9 millions de km. L'énergie reçue par d est calculée comme étant environ 18 fois celle reçue par la Terre du Soleil. La température supposée, en supposant une réflexion simple de la lumière stellaire et un transfert de chaleur simplifié, est d'environ 520K, soit environ 247 degrés Celsius. Cette valeur ne correspond pas à une température mesurée réellement dans l'atmosphère ou à la surface et les nuages, la couleur et l'intérieur de d n'ont pas été observés directement.

Pour trouver une planète supplémentaire, il faut réanalyser les données de luminosité de l'étoile Kepler avec des méthodes plus sensibles et vérifier si le signal suspect se répète avec la même période et la même forme. Il existe également des méthodes pour détecter combien la vitesse de l'étoile change à cause de la gravité planétaire ou la variation des heures de passage des planètes existantes, mais pour des étoiles lointaines et sombres comme Kepler-90, cela reste difficile à mesurer. Actuellement, les données d'observation ne sont pas suffisantes pour déterminer s'il existe une planète supplémentaire entre i et d.

Sources

• NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 d Parameters and Mass Provenance
• The Astronomical Journal — The Gap–Giant Association: Are Planets Hiding in the Gaps?
• The Astronomical Journal — Identifying Exoplanets with Deep Learning
• The Astronomical Journal — Final Kepler Mission Transiting Planet Search
• NASA Exoplanet Archive — Kepler Completeness and Reliability
• Astronomy & Astrophysics — The Planetary System to KIC 11442793
• NASA Science — Kepler Transit Method