Epsilon Eridani et James-Webb

[cancerman]

Bonjour j'avais deux questions.

Savez vous si le James-Webb télescope va observer le système d’Epsilon Eridani ? Si c'est prévu (ou non) par les équipes internationales.

Est ce que le James-Webb serait adapté pour observer cette étoile? car Spitzer à détecté un énorme disque de poussière et de gaz entourant ce système qui pourrait occulter des observations.

On sait c'est un potentiellement un système en formation avec au moins une planète jovienne et sa très jeune étoile naine orange de 800 millions d'années.

Merci bonne journée à tous
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[Tawahi-Kiwi]

Salut,

A ma connaissance, ce n'est pas encore dans la liste des observations prevues, mais il y a en effet du potentiel.

Gaspard et al., 2020 - The JWST Debris Disk Spatially Resolved Imaging GTO Programs

T-K

[cancerman]

Tawahi-Kiwi merci de ta réponse je trouve ce système solaire remarquable.

Cette étoile héberge un système planétaire qui subit les mêmes processus qui se sont produits au sein de notre système solaire lors de sa formation. D'ailleurs les astrophysiciens parlent de système « remarquablement semblable » en effet y trouver une planète confirmée de la taille de Jupiter c'est quelque chose d'assez étonnant et rare pour un système si proche de la Terre.

Je suis pas spécialiste des géantes gazeuses mais il me semble qu'il y'a un rapport avec Jupiter / saturne sur la formation de la terre et leurs rôle sur le maintient de la vie sur Terre comme l'interception des poussières et des astéroïdes.

J'avais également lu un article alors (je le retrouve plus) que des planètes rocheuses autour de cette étoile pourrait avoir un surplus d'olivine en raison de la métallicité de son étoile, hors on sait que l'olivine est un composant majeur sur Terre expliquant la dérive des continents.

[TwoMoon]

Bonjour,

Le JWST prévoit d'observer plusieurs systèmes stellaires, y compris epsilon Eridani. Je n'ai pas toutes les informations détaillées sur l'ensemble des observations prévues pour le JWST mais la Nasa a confirmer que le télescope étudiera plusieurs systèmes planétaires afin de mieux comprendre l'univers et l'habitabilité de ces exoplanètes. Pour la question de la capacité du JWST à observer epsilon eridani, il faut savoir que le télescope est conçu pour détecter la lumière infrarouge, ce qui pourrait lui permettre de voir à travers les nuages ​​de poussière et de gaz qui peuvent occulter les observation.

Cela signifie que même si Epsilon Eridani est obscurci par des nuages de poussière et de gaz, le télescope peut "potentiellement" bien-sur être en mesure d'observer des signes de planètes et aussi d'autres formations ds le système stellaire

Bàt

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Je suis pas spécialiste des géantes gazeuses mais il me semble qu'il y'a un rapport avec Jupiter / saturne sur la formation de la terre et leurs rôle sur le maintient de la vie sur Terre comme l'interception des poussières et des astéroïdes.

J'avais également lu un article alors (je le retrouve plus) que des planètes rocheuses autour de cette étoile pourrait avoir un surplus d'olivine en raison de la métallicité de son étoile, hors on sait que l'olivine est un composant majeur sur Terre expliquant la dérive des continents.

Jupiter + Saturne il semble que ça ait eu un impact favorable sur l'habitabilité de la Terre (scénario du Grand Tack), mais un géante gazeuse toute seule, surtout en orbite très elliptique (avec 10% de l'orbite dans la zone habitable) comme Epsilon Eridani b, ça semble pas très favorable pour former une planète tellurique dans la zone habitable.

-- Correctif : ah non, il y'a eu de nouvelle mesures en 2019 et il semble que l'excentricité soit bcp plus faible qu'estimée précédemment.

https://en.wikipedia.org/wiki/Epsilon_Eridani_b
Un article publié en janvier 2019 a révélé qu'une excentricité orbitale d'un ordre de grandeur inférieur aux estimations précédentes était, à environ 0,07, cohérente avec une orbite presque circulaire et très similaire à l'excentricité orbitale de Jupiter de 0,05.

[TwoMoon]

La formation d'une planète tellurique dans la zone habitable d'une géante gazeuse isolée comme epsilon eridani b serait peu probable en effet. Cela s'explique par le fait que le disque protoplanétaire entourant la géante gazeuse à la naissance de son système aurait été trop chaud pour permettre la formation de planètes rocheuse. Il y a aussi le fait que l'orbite très elliptique augmente les chances que la planète tellurique soit éjectée du système ou qu'elle subisse des perturbations gravitationnelles importantes qui empêcheraient son développement (a ne pas négliger)

Mais...il est possible que la géante gazeuse ait des lunes habitables qui pourraient abriter la vie.m et...ces lunes pourraient avoir été formées à partir du même disque protoplanétaire que la géante gazeuse ou avoir été capturées par la suite. Dans tous les cas, la présence d'une lune habitable dépendrait de nombreux facteurs tels que la distance de l'étoile, la composition de la lune et la stabilité de son orbite.

Bàt

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

...par le fait que le disque protoplanétaire entourant la géante gazeuse à la naissance de son système aurait été trop chaud pour permettre la formation de planètes rocheuse.

Comment?

Les planetes rocheuses sont typiquement formees d'éléments réfractaires. J'ai du mal a voir comment la température peut etre trop élevée pour permettre leur précipitation mais pas la précipitation initiale d'une géante gazeuse.

J'envisage bien qu'une geante gazeuse peut avoir un effet (non thermique) gravitaire limitant l'accretion des proto-planetes telluriques, mais la temperature, je ne vois pas.

T-K

[TwoMoon]

Vous avez raison, la température ne serait pas la seule raison pour laquelle des planètes rocheuses ne se forment pas autour d'une géante gazeuse isolée comme celle dont on parle ici. Le principal obstacle serait la taille (si je ne m'abuse) de la géante gazeuse et l'importance de son champ gravitationnelle aussi. La gravité très forte de la geante gazeuse aurait un effet perturbant (disruptif cmme on dit) sur les protoplanetes tellurique en développement. Ca signifie.donc que les matières premières nécessaires à la formation de ces planètes seraient dispersées par les forces gravitationnelles de la géante gazeuse avant qu'elles n'aient pu s'accumuler suffisamment pour former une planète stable...sans oublié ceci dit la forte lumière stellaire associée à une géante gazeuse qui aurait un effet de chauffage important sur le disque protoplanétaire environnant ce qui réduirait egalement les chances de formation de planètes rocheuses.

Je crois que je ne mavance pas trop si je dit qu'il est peu probable que des planètes rocheuses se forment dans la zone habitable d'une géante gazeuse isolée telle que celle ci en raison de la forte gravité et de la forte luminosité stellaire associée à ces objets célestes

J'espère que c'est un peu plus claire 🙂

[Gilgamesh]

La formation d'une planète tellurique dans la zone habitable d'une géante gazeuse isolée comme epsilon eridani b serait peu probable en effet. Cela s'explique par le fait que le disque protoplanétaire entourant la géante gazeuse à la naissance de son système aurait été trop chaud pour permettre la formation de planètes rocheuse.

Le concept de zone habitable qualifie les orbites autours d'une étoile et non d'une planète, fût-elle géante. Il est défini simplement en rapport avec le flux de rayonnement à la distance R de l'étoile et sa compatibilité avec l'existence d'eau liquide à la surface d'une planète orbitant autours.

Pareillement, le disque protoplanétaire entoure l'étoile, pas la planète.

Il y a aussi le fait que l'orbite très elliptique augmente les chances que la planète tellurique soit éjectée du système ou qu'elle subisse des perturbations gravitationnelles importantes qui empêcheraient son développement (a ne pas négliger)

Oui, et avant ça, une géante gazeuse doit s'être formé très tôt, dans un disque encore riche en gaz, elle migre normalement très tôt également (toujours du fait de la densité du disque) et si elle arrive dans les zones les plus intérieures du système, en deça de la ligne des glaces, elle va balayer le matériau disponible et limiter la formation ultérieure de telluriques. On pense que c'est une incursion de Jupiter à ~1,5 UA qui expliquerait la petite taille de Mars.

[cancerman]

Du coup ça serait plutôt des lunes similaires à Europe ou Callisto Ganymède ? Avec peut être un océan liquide sous une couche de glace. Cette géante gazeuse est située à 480 millions de km de son étoile alors que Jupiter est à 628 millions de km du soleil.

Cette planète serait donc située quasi vers notre ceinture d'astéroïdes juste après Mars , c'est quand même relativement très proche de son étoile 148 millions de km de moins que Jupiter/soleil et au vu de sa taille 1,5 fois Jupiter

[TwoMoon]

Le concept de zone habitable qualifie les orbite autours d'une étoile et non d'une planète, fût-elle géante. Il est définit simplement par le flux de rayonnement à la distance R de l'étoile et sa compatibilité avec l'existence d'eau liquide à la surface d'une planète orbitant autours.

Pareillement, le disque protoplanétaire entoure l'étoile, pas la planète.

Vous avez tout à fait raison je n'ai pas été très claire en me relisant. En effet la zone habitable est définie comme la région autour d'une étoile où les conditions sont propices à l'existence de l'eau sous forme liquide à la surface d'une planète. Cette région là dépend premierement du flux de rayonnement recu par l'étoile et aussi de ses propriétés orbitale... Quant au disque protoplanétaire il s'agit d'un disque de matière qui se forme lui autour d'une étoile lors de sa naissance a partir d'une enveloppe de gaz et de poussie re qui gravite autour d'elle. Ce disque est le lieu où les planètes se forment, et ipar conséquent il est situé autour de l'étoile et non autour d'une planètes

Pour votre commentaire concernant mars c'est la théorie du grand tack, l'incursion de jupiter dans la région interne du système solaire, à environ 1,5 UA du Soleil qui l'expliquerait. Selon cette théorie, lorsque Jupiter s'est formé, il a commencé à migrer vers l'intérieur en perturbant les orbite des planètes en formation. l'incursion de jupiter à environ 1,5 ua est une hypothèse plausible pour expliquer la petite taille de Mars.

[Gilgamesh]

Du coup ça serait plutôt des lunes similaires à Europe ou Callisto Ganymède ? Avec peut être un océan liquide sous une couche de glace. Cette géante gazeuse est située à 480 millions de km de son étoile alors que Jupiter est à 628 millions de km du soleil.

Cette planète serait donc située quasi vers notre ceinture d'astéroïdes juste après Mars , c'est quand même relativement très proche de son étoile 148 millions de km de moins que Jupiter/soleil et au vu de sa taille 1,5 fois Jupiter

Oui, mais Epsilon Eridani (type spectral K) est nettement moins lumineuse que le Soleil : L = 0,28 L_☉.

On peut faire le calcul de la température moyenne d'équilibre de corps noir de la surface d'une sphère en rotation orbitant à la distance R de l'étoile :

T = [L/(4πR²) * 1/(4σ)]^1/4

avec σ la cte de Stefan

On trouve :
à l'orbite de Jupiter, T ~ 122K,
à l'orbite d'Ægir, T ~ 108 K

Un poil plus chaud, mais guère (et l'albédo peut complètement changer ça).

[TwoMoon]

Tout à fait juste pour les temperatures, soleil de type spectrale k mais attention que ces températures calculées sont basées sur des hypothèses simplifiées et ne prennent pas en compte de nombreux autres facteur qui affectent la temp. réelle des corps orbitant autour d'une étoile comme l'effet de l'atmosphère de la planète, l'albédo de la surface comme vous l'avez dit, les variations de température diurnes et nocturnes, vents atmosphériques et de circulation, l'activité géologique aussi, volcans geysers ou autre...rayonnement cosmique, influence d'une etoile voisine et j'en passe...

[TwoMoon]

Un truc marrant quand j'y repense :

Dans le film K-PAX l'acteur kevin spacey qui joue un extraterrestre mentionne une planète qui est située dans la lyre et est peuplée par une civilisation très avancé. Il prétend être originaire de cette planète et décrit son système stellaire comme composé de deux étoiles binaires en orbite l'une autour de lautre, provoquant des changements gravitationnels perturbateurs sur les corps célestes proches. Alors c'est sur que le film a pris des libertés créatives avec la science,aisnil est il vrai aussi qu'il y a des étoiles binaires dans la constellation de la Lyre et que la découverte de TOI-2699b est une avancée pour la recherche de planètes potentiellement habitables dans des environnements stellaires comparables à ce qui est décrit dans k-pax.

Si j'ai bonne mémoire les étoiles du film partagent un centre de gravité commun et sont si proches qu'elles se sont formées en s'unissant créant ainsi une forme de symbiose unique dira t-on. Il décrit également comment la gravité des étoiles jumelles a un impact sur les planètes et les corps céleste proches (là j'ai du chercher l'info j'avais un peu oublié), provoquant des perturbations gravitationnelles importantes qui peuvent affecter leur trajectoire et les forces qui s'y appliquent. Il y a ausssi une allusion à une forte exentricité orbitale qui doit être prise en compte dans les modèles gravitationnels pour prédire avec précision les mouvements des objets célestes dans leur système.

Ça c'était du film !

[cancerman]

Oui, mais Epsilon Eridani (type spectral K) est nettement moins lumineuse que le Soleil : L = 0,28 L_☉.

On peut faire le calcul de la température moyenne d'équilibre de corps noir de la surface d'une sphère en rotation orbitant à la distance R de l'étoile :

T = [L/(4πR²) * 1/(4σ)]^1/4

avec σ la cte de Stefan

On trouve :
à l'orbite de Jupiter, T ~ 122K,
à l'orbite d'Ægir, T ~ 108 K

Un poil plus chaud, mais guère (et l'albédo peut complètement changer ça).

Oui mais cette étoile est l'équivalent de notre "jeune soleil" c'est une étoile jeune en devenir, il y'a ce paramètre à tenir en compte mais je suppose que James Webb va lever le voile avec de futures observations.

On ne peut pas écarter des rocheuses sans observations par des spéculations ou des calculs, parfois l'observation démontre le contraire en matière de science.

[Gilgamesh]

Oui mais cette étoile est l'équivalent de notre "jeune soleil" c'est une étoile jeune en devenir, il y'a ce paramètre à tenir en compte mais je suppose que James Webb va lever le voile avec de futures observations.

On ne peut pas écarter des rocheuses sans observations par des spéculations ou des calculs, parfois l'observation démontre le contraire en matière de science.

ε Eridani ne fait que 0,85 M_☉, elle sera toujours moins lumineuse que le Soleil, à âge égal.

Et, non en effet, avec une sensibilité actuelle limitée à 0,1 m/s pour la mesure des vitesses radiales, on ne peut pas encore exclure la présence d'une planète de masse terrestre à 1 UA (mais on est à la limite).

[cancerman]

Je sais pas pourquoi Epsilon eridani n'a pas été une priorité pour le projet de la sonde interplanétaire du défunt prof Hawking. Certe on est trois plus loin que proxima du Centaure mais le système de proxima génère des orbites chaotiques pour les potentielles planètes , dans le cas de Epsilon eridani on a quand même quelque chose de plus similaire à notre système solaire.

Cette étoile devrait être là priorité, au delà de l'étude des planètes habitables autour des naines rouges, des systèmes chaotiques comme le système Alpha du Centaure

[Gilgamesh]

Je sais pas pourquoi Epsilon eridani n'a pas été une priorité pour le projet de la sonde interplanétaire du défunt prof Hawking. Certe on est trois plus loin que proxima du Centaure mais le système de proxima génère des orbites chaotiques pour les potentielles planètes , dans le cas de Epsilon eridani on a quand même quelque chose de plus similaire à notre système solaire.

Cette étoile devrait être là priorité, au delà de l'étude des planètes habitables autour des naines rouges, des systèmes chaotiques comme le système Alpha du Centaure

Effectivement, et avant la découverte de Proxima b, ε Eridani b était la plus proche exoplanète connue, avec une étoile de type K pas trop loin du type solaire, je l'avais prise comme cas d'école pour le trajet de mon arche interstellaire.

http://strangepaths.com/arche-inters...2007/02/14/fr/

[TwoMoon]

Je sais pas pourquoi Epsilon eridani n'a pas été une priorité pour le projet de la sonde interplanétaire du défunt prof Hawking. Certe on est trois plus loin que proxima du Centaure mais le système de proxima génère des orbites chaotiques pour les potentielles planètes , dans le cas de Epsilon eridani on a quand même quelque chose de plus similaire à notre système solaire.

Cette étoile devrait être là priorité, au delà de l'étude des planètes habitables autour des naines rouges, des systèmes chaotiques comme le système Alpha du Centaure

Il est important de savoir que le choix des objectifs pour les missions spatiales est basé sur des considérations scientifiques et donc technologiques et financières. Il est possible qu'epsilon Eridani n'ait pas été considéré comme une priorité pour la sonde interplanétaire de Mr Hawking pour diverses raisons. Cela ne signifie pas nécessairement que cette étoile ne sera jamais explorée par des missions future. Le système de proxima centauri est étudié de près en raison de la découverte de planètes potentiellement habitables mais l est également important de comprendre les systèmes chaotiques comme Alpha Centauri , car cela peut aider à mieux comprendre la formation et l'évolution des systèmes stellaire en général.

Bàv

[cancerman]

Pour revenir à Epsilon eridani, un disque de poussière n'est il pas un signe d'un système planétaire en formation ? Je veux dire si ce disque de poussière existe c'est que la formation de corps est hautement probable , sans parler de la seconde ceinture d'astéroïdes qui ajoute de la matière à cette hypothèse.. au niveau des probabilités cela doit pouvoir se calculer.

[TwoMoon]

La présence d'un disque de poussière est souvent considérée comme un signe de formation de planète. C'est dû au fait que les débris s'accumulent autour d'une jeune étoile en formation créant ainsi un anneau de poussière qui peut, éventuellement, former des corps célestes avec le temps.

Pour eepsilon eridani c'est vrai qu'un disque de poussière a été observé autour de l'étoile et aussi une seconde ceinture d'astéroïdes a également été signalé. Ca constituent des indices intéressants d'un système planétaire en formation et pourraient potentiellement augmenter les probabilités de la présence de planète dans ce système. Mais il est important de ne pas oublier que la seule présence d'un disque de poussière ne confirme pas la présence de planetes... Il faut effectuer des observations supplémentaires pour déterminer la nature et la densité des particules qui composent ce disque et dautre éléments liés à la présence de planètes comme des perturbations gravitationnelles. les probabilités sont basées sur des modèles et des estimations,elles ne garantissent pas la confirmation de l'existence de planètes.

Ca reste donc un système intéressant à explorer mais il faudra effectué davantage d'observation pour atteindre une conclusion définitive sur le sujet

Bàv