Kepler-90 h

À quel point Kepler-90 h diffère-t-elle de la Terre ?

Kepler-90 h est à environ 0,97 UA de son étoile centrale et fait le tour de celle-ci tous les 331,603 jours. Les données indiquent également une température calculée d'environ 294 K, environ 21 degrés Celsius. Cela évoque l'orbite terrestre et des températures familières, mais ce n'est pas une mesure réelle du climat. h est une planète gazeuse de la taille de Jupiter qui reçoit environ 1,8 fois plus d'énergie de son étoile que la Terre. Son rayon est d'environ 11,25 fois celui de la Terre et sa masse est de 203±16 fois celle de la Terre, tandis que la composition atmosphérique et la température réelle n'ont pas été confirmées.

• 331,603 jours Temps que met h pour faire un tour complet autour de son étoile
• Environ 0,97 UA Distance moyenne entre l'étoile et h
• Environ 1,8 fois celle de la Terre Énergie stellaire calculée reçue par h
• 203±16 fois celle de la Terre Masse analysée à partir de l'instant du transit et de la vitesse radiale

La distance à l’étoile suffit-elle à connaître le climat d’une planète ?

1 UA correspond à une distance moyenne d'environ 150 millions de km entre la Terre et le Soleil. Cela ne signifie pas que, à cette distance de n'importe quelle étoile, il y aura de l'eau liquide ou un climat tempéré. L'énergie reçue par une planète dépend non seulement de la distance mais aussi de la luminosité de l'étoile centrale. Kepler-90 est légèrement plus grande et plus brillante que le Soleil, donc h reçoit, à une distance similaire à celle de la Terre, une quantité d'énergie correspondant à environ 1,7 à 1,85 fois celle reçue par la Terre du Soleil.

Le cycle orbital de 331,603 jours ne signifie pas un environnement similaire aux 365,26 jours de la Terre. La durée de l'orbite est déterminée conjointement par la distance et la masse de l'étoile centrale. Kepler-90 étant plus massive que le Soleil, elle fait orbiter une planète située à une distance similaire plus rapidement. La distance et la période décrivent l'orbite, mais ne renseignent pas sur les nuages, le vent, la pression atmosphérique ou l'effet de serre de l'atmosphère.

0,97 UA est la distance entre l'étoile et h, et 331,603 jours est la période orbitale. Avec seulement ces deux valeurs, on ne peut pas connaître la température réelle ni l'état atmosphérique de h.

De quelles hypothèses dépend la température calculée ?

La température d'équilibre est une valeur calculée en supposant que l'énergie reçue par une planète de son étoile est égale à la chaleur qu'elle émet dans l'espace. Le calcul représentatif utilisé dans les données de Kepler suppose que la planète réfléchit 30 % de la lumière entrante et que la chaleur absorbée se répartit uniformément entre le côté éclairé et le côté sombre. Les 292~294K de h sont des valeurs calculées selon ces conditions et ne sont pas des températures mesurées directement dans l'atmosphère ou à la surface.

Convertie en degrés Celsius, 294K correspond à environ 21 degrés. Cependant, on ne sait pas combien h reflète la lumière stellaire ni dans quelle mesure la chaleur du côté éclairé se déplace vers le côté sombre. Les nuages, l'effet de serre et la chaleur provenant de l'intérieur de la planète peuvent également modifier la température réelle. Même sur Terre, en raison de l'effet de serre atmosphérique, la surface moyenne est plus de 30 degrés plus chaude que la température calculée en supposant qu'il n'y a pas d'atmosphère. Par conséquent, le fait que la valeur calculée corresponde à une température familière ne permet pas de considérer le climat de h comme similaire à celui de la Terre.

Kepler-90 h possède-t-elle une surface solide ?

Le rayon de h, déterminé à partir de la lumière stellaire occultée, est environ 11,25 fois celui de la Terre, presque égal à celui de Jupiter. La masse de 203 ± 16 masses terrestres, selon l'analyse conjointe de 2025, représente environ 64 % de la masse de Jupiter. En combinant ces deux valeurs par la moyenne sphérique, la densité est calculée à environ 0,79 g/cm³. Cela représente une densité inférieure à celle de Jupiter et proche de celle d'une planète gazeuse comme Saturne.

Le rayon d'une planète gazeuse est déterminé en fonction de la hauteur de l'atmosphère où la lumière stellaire ne peut plus passer facilement. Plus on descend en dessous, plus le gaz devient dense et la pression et la température augmentent, mais, contrairement aux océans et aux continents de la Terre, il n'y a pas de frontière solide nette. Ainsi, dire qu'il y a une « surface à 21 degrés Celsius » à h ne correspond ni aux résultats d'observation ni à la structure des planètes gazeuses.

Comment la masse de Kepler-90 h a-t-elle été mesurée ?

La mission principale de Kepler a enregistré trois transits de h, qui a une période orbitale longue. La profondeur du transit indique la taille mais ne donne pas directement la masse. L'indice de la masse se trouvait dans les variations où g et h s'attirent mutuellement, provoquant un décalage en avance ou en retard du moment des transits. Étant donné que h est beaucoup plus massive que g, elle provoque un grand changement dans le moment du transit de g, mais si le nombre d'observations est faible, plusieurs explications sont possibles pour la masse et la forme de l'orbite.

Une étude de 2020 a calculé la masse de h à environ 203 fois celle de la Terre à partir des variations de temps de transit observées par Kepler. Une étude de 2025 a analysé à la fois les mouvements de l'étoile centrale mesurés 34 fois entre 2011 et 2022, les temps de transit supplémentaires et le transit de g observé depuis le sol en 2024. Cette estimation a également donné une masse pour h d'environ 203 ± 16 fois celle de la Terre. Il est important de noter que même en combinant différentes données, le résultat reste proche de 203 fois. Les marges d'erreur de ±5 pour 2020 et ±16 pour 2025 ne permettent pas de comparer directement la précision des études, car les données et les méthodes utilisées sont différentes.

1. 2009~2013 Kepler enregistre trois longs transits de h et les variations du temps de transit de la voisine g.
2. 2020 Une étude analysant uniquement les variations du temps de transit de g et h estime la masse de h à environ 203 fois celle de la Terre.
3. 2011~2022 Le spectrographe HIRES mesure 34 fois la vitesse de l'étoile centrale à cause de la gravité des deux planètes extérieures.
4. 2024~2025 L'analyse conjointe d'un nouveau transit, de temps de transit supplémentaires et de vitesses radiales donne de nouveau une masse de 203±16 masses terrestres pour h.

Que faut-il observer pour connaître le climat réel de Kepler-90 h ?

Ce que l'on sait actuellement avec une précision relative sur h, ce sont la période orbitale, le rayon obtenu à partir du transit, la masse obtenue en analysant plusieurs données ensemble et la quantité d'énergie calculée à partir de la lumière de l'étoile. On n'a pas mesuré quelles molécules sont présentes dans l'atmosphère, l'altitude des nuages, combien la lumière de l'étoile est réfléchie, ni la quantité de chaleur se déplaçant du côté lumineux vers le côté sombre. Aucun satellite n'a été découvert autour de h, donc il ne faut pas présenter comme un fait d'observation la possibilité qu'il puisse y avoir un satellite offrant un environnement tempéré.

h ne passe devant son étoile qu'environ une fois tous les 332 jours, donc les occasions d'observer son atmosphère sont rares. En raison de la gravité de la planète voisine g, le moment du transit peut continuer à varier, il est donc nécessaire de prédire précisément le prochain transit. À l'avenir, il faudra mesurer quelles longueurs d'onde de la lumière sont absorbées par l'atmosphère de h pour déterminer sa composition et sa température. Jusque-là, 294K n'est qu'une valeur calculée utilisée lors de la préparation des observations et ne constitue pas une preuve que h soit tempéré comme la Terre.

La couleur et les nuages de la planète sur cette page ne sont pas des photographies d'observation. Kepler-90 h n'a pas été photographiée en disque séparé de l'étoile, et son aspect actuel est une visualisation basée sur son rayon, sa masse et la lumière qu'elle reçoit.

Sources

• NASA Exoplanet Archive — KOI-351 h Parameters and Multiple Solutions
• NASA Exoplanet Archive — Equilibrium Temperature and Insolation Definitions
• NASA Kepler — Q1–Q17 Transit Signal and Equilibrium-Temperature Assumptions
• The Astronomical Journal — Updated g and h Masses from Transit Timing and Radial Velocities
• The Astrophysical Journal — Giant Transit-Timing Variations of Kepler-90 g and h
• The Astrophysical Journal — Discovery and Analysis of the KIC 11442793 Planetary System
• NASA Science — Gas Giants and the Absence of a Hard Surface
• NASA Earth Observatory — Atmosphere and Surface Temperature