Astronomie

L'exoplanète récemment découverte 'Teegarden b' est-elle habitable ?

L'exoplanète récemment découverte 'Teegarden b' est-elle habitable ?

Une nouvelle exoplanète vient d'être découverte autour de l'étoile Teegarden, à seulement 12 années-lumière.


Il est potentiellement habitable.

Teegarden b a une masse minimale presque identique à la Terre et orbite dans la zone habitable de l'étoile.

L'exoplanète a 60% de chances d'avoir un environnement de surface tempéré où la température devrait être plus proche de 28°C en supposant une atmosphère terrestre similaire.

De plus, c'est l'exoplanète avec l'indice de similarité terrestre le plus élevé découvert à ce jour : 95%. Cela signifie qu'il a la masse et l'insolation les plus proches des valeurs terrestres.


Version TLDR : à ce stade, il y a trop d'inconnues pour déterminer si cette planète candidate est habitable.

Le document de découverte de ce système, Zechmeister et al. (2019) "La recherche CARMENES d'exoplanètes autour des naines M. Deux candidats planètes tempérées de masse terrestre autour de l'étoile de Teegarden" est disponible sur arXiv. Le tableau 1 répertorie les propriétés de l'étoile et le tableau 2 répertorie les propriétés des planètes.

Les quantités planétaires pour lesquelles nous avons des estimations fiables sont les masses minimales, les périodes orbitales et les distances. Les excentricités sont cohérentes avec zéro donc je vais supposer pour le moment que les orbites sont circulaires. La raison pour laquelle la masse minimale est pertinente est qu'il s'agit d'un exemple de détection de vitesse radiale, qui entraîne une dégénérescence entre l'inclinaison de l'orbite de la planète par rapport à la ligne de visée et la masse de la planète.

Zone habitable

Selon la figure 13 de l'article de découverte, Teegarden b est trop proche de l'étoile pour être dans l'estimation prudente de la zone habitable, bien qu'elle se trouve dans la zone habitable optimiste. L'indice de similarité de la Terre (ESI) semble être une métrique assez trompeuse (je suis d'avis que l'ESI est une mauvaise métrique qui devrait être abandonnée), d'après le document de découverte :

De plus, la planète b reçoit presque le même flux stellaire que la Terre et a donc une température d'équilibre presque identique, mais se trouve en dehors de la HZ conservatrice. Comme discuté par Kopparapu et al. (2014), cela est causé par un effet de serre incontrôlé dû à la vapeur d'eau commençant à une insolation plus faible pour les étoiles de faible masse. Cet effet est négligé dans le calcul ESI et conduit au fait curieux que la planète b a une valeur ESI plus élevée que les planètes à l'intérieur de la HZ conservatrice.

La position de Teegarden b suggère donc qu'il a peut-être subi un effet de serre incontrôlable, bien que cela puisse être évité s'il peut accumuler suffisamment de couverture nuageuse réfléchissante sur l'hémisphère de la lumière du jour, ou s'il s'agit d'une planète désertique sans assez d'eau pour déstabiliser le climat.

Même si une planète est située dans la zone habitable, elle n'est pas forcément habitable. Un contre-exemple évident serait la Lune.

Terrestre ou pas ?

La question suivante : ces planètes sont-elles terrestres ? Malheureusement, nous ne savons pas : Teegarden b ne transite pas par l'étoile, et jusqu'à présent, la couverture de Teegarden c n'a pas été suffisante pour dire s'il transite. En conséquence, nous ne connaissons pas les rayons des planètes, nous ne pouvons donc pas dire si les planètes ont ou non des densités compatibles avec le fait d'être terrestre. Les masses minimales sont suffisamment faibles pour que ces planètes tombent probablement en dessous de la région de transition entre les planètes rocheuses et non rocheuses suggérées par les données de Kepler, voir par exemple Rogers (2015) "Most 1.6 Earth-Radius Planets are not Rocky" - en utilisant la masse -les relations de rayon de Zeng et al. (2016) "Relation masse-rayon pour les planètes rocheuses basée sur PREM", la transition se situe quelque part autour de 3 à 5 masses terrestres.

Un autre point de comparaison ici est l'autre système connu de planètes de faible masse autour d'une étoile naine ultrafroide : TRAPPIST-1. Dans ce cas, malgré la petite taille des planètes, les masses déduites indiquent la présence de quantités substantielles de substances volatiles, par ex. Dorn et al. (2018) "Interior caractérisation dans les systèmes multiplanétaires : TRAPPIST-1" où les contenus volatils des planètes sont estimés à correspondre à quelques pourcents en masse, contre 0,02 % en masse pour la Terre. Une planète comme celle-ci serait très différente de la Terre, dans un scénario optimiste, cela pourrait aboutir à une planète océanique. La zone habitable des planètes océaniques serait différente de celle des planètes semblables à la Terre, car la rétroaction négative de l'altération continentale ne se produirait pas.

Étoiles naines rouges

Les étoiles naines rouges ont une variété de problèmes en matière d'habitabilité. L'un des problèmes est qu'ils ont une phase prolongée de pré-séquence principale à haute luminosité qui pourrait entraîner des effets de serre incontrôlables et/ou de graves pertes d'eau sur des planètes proches, voir Ramirez & Kaltenegger (2014) "The Habitable Zones of Pre- Étoiles de la séquence principale".

Un problème supplémentaire est que les étoiles naines rouges ont une activité stellaire intense qui éroderait une atmosphère semblable à la Terre en très peu de temps, par exemple Garcia-Sage et al. (2017) "Sur la protection magnétique de l'atmosphère de Proxima Centauri b" estime qu'une atmosphère semblable à la Terre à Proxima Centauri serait perdue en moins de 400 millions d'années. L'étoile de Teegarden est assez calme pour son type spectral, mais c'est une vieille étoile et était probablement beaucoup plus active dans sa jeunesse.

Ces problèmes ne sont pas nécessairement fatals, le dégazage du volcanisme pourrait être en mesure de reconstituer l'atmosphère dans une certaine mesure après la fin de l'activité stellaire, ou si la planète est née avec une grande quantité de substances volatiles, elle pourrait devenir une planète habitable. Malheureusement, nous n'avons pas suffisamment de données sur les planètes de la zone habitable autour des étoiles naines rouges pour en être sûr.

Un autre problème est que la chimie atmosphérique sur les planètes autour d'étoiles comme l'étoile de Teegarden entraînerait probablement l'accumulation de quantités substantielles de monoxyde de carbone dans l'atmosphère, voir Schwieterman et al. (2019) "Une zone habitable limitée pour une vie complexe". Ce serait mortellement désagréable pour tout visiteur humain (ou d'autres organismes qui utilisent l'hémoglobine comme transporteur d'oxygène) pris à l'extérieur sans alimentation en air. Notez que l'hémoglobine n'est pas le seul transporteur d'oxygène possible : certains groupes de vie sur Terre utilisent des alternatives (hémérythrine, hémocyanine) qui sont moins vulnérables à l'intoxication au monoxyde de carbone, comme le note Howell (2019) "Comment on "A Limited Habitable Zone for Complex Vie" (Schwartzman et al. 2019 ApJ 878, 19)":

En bref, il existe une diversité notable d'invertébrés existants sur cette planète qui serait assez confortable en dehors de la gamme de concentrations de CO proposée par Schwieterman et al. pour contraindre la zone habitable. Il n'y a aucune raison a priori d'exclure la possibilité que ces lignées aient pu donner naissance à une vie intelligente au cours de l'histoire de la vie sur cette planète. Une concentration de CO atmosphérique significativement plus élevée aurait empêché l'évolution de l'hémoglobine, mais pas nécessairement empêché les biosignatures astronomiquement observables depuis la Terre.

Résumé

Il est trop tôt pour pouvoir dire si les planètes autour de l'étoile de Teegarden sont habitables. Il y a de nombreuses raisons d'être sceptique, mais des mondes comme Teegarden b sont encore suffisamment prometteurs pour mériter d'être étudiés plus en détail. Il est regrettable que ce ne soit pas une planète en transit, mais des systèmes similaires comme TRAPPIST-1 devraient être utiles pour limiter les possibilités.


L'ESO découvre une planète de la taille de la Terre dans la zone habitable de l'étoile la plus proche

Une planète nouvellement découverte, à peu près de la taille de la Terre, en orbite autour de notre étoile voisine la plus proche pourrait être habitable.

Une planète récemment découverte, à peu près de la taille de la Terre, en orbite autour de notre étoile voisine la plus proche pourrait être habitable, selon une équipe d'astronomes utilisant le télescope de 3,6 mètres de l'Observatoire européen austral à La Silla, au Chili, ainsi que d'autres télescopes du monde entier.

L'exoplanète est à une distance de son étoile qui permet des températures suffisamment douces pour que de l'eau liquide s'accumule à sa surface.

"La NASA félicite l'ESO pour la découverte de cette planète fascinante qui a capturé les espoirs et l'imagination du monde", a déclaré Paul Hertz, directeur de la division d'astrophysique au siège de la NASA, à Washington. "Nous sommes impatients d'en savoir plus sur la planète, si elle contient des ingrédients qui pourraient la rendre adaptée à la vie."

La nouvelle planète entoure Proxima Centauri, le plus petit membre d'un système d'étoiles triples connu des fans de science-fiction du monde entier sous le nom d'Alpha Centauri. À un peu plus de 4 années-lumière, Proxima est l'étoile la plus proche de la Terre, avec notre propre soleil.

"Cela change vraiment la donne dans notre domaine", a déclaré Olivier Guyon, affilié à la chasse aux planètes au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadena, Californie, et professeur agrégé à l'Université d'Arizona, Tucson. "L'étoile la plus proche de nous a une possible planète rocheuse dans la zone habitable. C'est une grosse affaire. Cela renforce également le corpus de preuves déjà existant et croissant que de telles planètes sont proches et que plusieurs d'entre elles sont probablement assises assez près de nous. C'est extrêmement excitant."

L'équipe scientifique qui a fait la découverte, dirigée par Guillem Anglada-Escudé de l'Université Queen Mary de Londres, publiera ses conclusions le 25 août dans la revue Nature. L'équipe a tracé de subtiles oscillations dans l'étoile, révélant la présence d'une planète tirant sur les étoiles.

Ils ont déterminé que la nouvelle planète, surnommée Proxima b, est au moins 1,3 fois la masse de la Terre. Il orbite bien plus près de son étoile que Mercure orbite autour de notre soleil, ne prenant que 11 jours pour terminer une seule orbite - une "année" sur Proxima b.

Longue liste d'inconnues

L'annonce étonnante est accompagnée de nombreuses mises en garde. Alors que la nouvelle planète se trouve dans sa "zone habitable" stellaire - une distance à laquelle les températures sont correctes pour l'eau liquide - les scientifiques ne savent pas encore si la planète a une atmosphère.

Il orbite également autour d'une étoile naine rouge, bien plus petite et plus froide que notre soleil. La planète ne présente probablement qu'une seule face à son étoile, comme la lune le fait à la Terre, au lieu de tourner à travers nos jours et nos nuits familiers. Et Proxima b pourrait être sujet à des éruptions stellaires potentiellement mortelles.

"C'est le souci en termes d'habitabilité", a déclaré Scott Gaudi, professeur d'astronomie à l'Ohio State University, Columbus, et affilié au JPL, crédité de nombreuses découvertes d'exoplanètes. "Cette chose est bombardée par une bonne quantité de rayonnement à haute énergie. Ce n'est pas évident s'il va avoir un champ magnétique assez fort pour empêcher toute son atmosphère d'être emportée. Mais ce sont des calculs vraiment difficiles, et je ne mettrais certainement pas mon argent de toute façon là-dessus.

Malgré les inconnues, la découverte a été saluée par les chasseurs d'exoplanètes de la NASA comme une étape majeure sur la voie de la découverte d'autres mondes porteurs de vie possibles dans notre voisinage stellaire.

« Cela nous donne vraiment de quoi être enthousiasmés », a déclaré Sara Seager, professeur de sciences planétaires et de physique au Massachusetts Institute of Technology de Cambridge et pionnière de la chasse aux exoplanètes. "Je pense que cela motivera certainement les gens à bouger."

'Pas complètement inattendu'

Des études statistiques d'exoplanètes - des planètes en orbite autour d'autres étoiles - par le télescope spatial Kepler de la NASA ont révélé une grande proportion de petites planètes autour de petites étoiles, a-t-elle déclaré.

Les données de Kepler suggèrent que nous devrions nous attendre à au moins une planète potentiellement habitable de la taille de la Terre en orbite autour d'étoiles de type M, comme Proxima, à moins de 10 années-lumière de notre système solaire.

La dernière découverte n'était donc "pas complètement inattendue". Nous sommes plus chanceux que surpris", a déclaré Seager. Mais cela « contribue à renforcer notre confiance dans le fait que les planètes sont partout ».

C'est particulièrement encourageant pour les télescopes spatiaux à venir, qui peuvent contribuer à l'étude de la nouvelle planète. Le télescope spatial James Webb, lancé en 2018, pourrait être en mesure de suivre cette planète par spectroscopie pour déterminer le contenu de son atmosphère. Le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA trouvera des planètes similaires dans la zone habitable de l'arrière-cour stellaire de notre système solaire en 2018.

L'un des objectifs de TESS est de trouver des planètes en orbite autour d'étoiles naines M comme Proxima Centauri.

"C'est une excellente nouvelle de savoir que les planètes naines M pourraient être aussi courantes que nous le pensons", a déclaré Seager.

Autre inspiration possible que Proxima b pourrait raviver : l'objectif certes lointain d'envoyer une sonde dans un autre système solaire.

Bill Borucki, un pionnier des exoplanètes, a déclaré que la nouvelle découverte pourrait inspirer davantage de recherches interstellaires, surtout si Proxima b s'avère avoir une atmosphère.

Les générations à venir de télescopes spatiaux et au sol, y compris les grands télescopes au sol actuellement en construction, pourraient fournir plus d'informations sur la planète, inspirant peut-être des idées sur la façon de lui rendre visite.

"Il se peut que la première fois que nous obtenions de très bonnes informations, ce soient les nouveaux télescopes qui pourraient être mis en ligne dans une décennie ou deux", a déclaré Borucki, maintenant à la retraite, l'ancien chercheur principal de Kepler, qui a découvert la majeure partie des plus plus de 3 300 exoplanètes découvertes à ce jour.

"Peut-être que les gens parleront d'envoyer une sonde à ce système stellaire", a déclaré Borucki. "Je pense que cela fournit une certaine inspiration pour une mission interstellaire, car nous savons maintenant qu'il y a une planète dans la zone habitable, probablement autour de la masse de la Terre, autour de l'étoile la plus proche. Je pense que cela inspire un effort futur pour y aller et le vérifier. »


PLUS D'EXOPLANÈTES, PLUS DE POSSIBILITÉS

Alors que les missions de chasse aux planètes extraterrestres continuent d'ajouter de plus en plus de mondes à la vaste ménagerie d'exoplanètes connues qui existent dans notre galaxie, un nombre croissant d'entre elles tombent dans la catégorie «zone habitable».

La zone habitable autour d'une étoile est la distance à laquelle une planète rocheuse peut orbiter là où il ne fait ni trop chaud ni trop froid pour que de l'eau liquide existe à sa surface (si elle possède de l'eau, c'est-à-dire). L'eau liquide est la substance avec laquelle la biologie semblable à la Terre a une affinité sans elle, la vie sur Terre n'aurait pas évolué. Ainsi, avant même que nous ayons la moindre idée de son caractère H2O, si une exoplanète est considérée comme ayant une orbite autour de son étoile considérée comme habitable, c'est +1 point pour l'habitabilité.

Maintenant, le prochain point ne peut être gagné que si ce monde a également une taille et/ou une masse approximatives semblables à celles de la Terre. Il y aurait peu de raisons d'être trop excité pour une exoplanète de la taille de Jupiter assise dans la zone habitable et possédant de l'eau liquide à sa "surface" (car elle n'aura pas de surface). Cela ne veut pas dire qu'il ne peut pas y avoir d'extraterrestre ressemblant à un ballon géant gazeux vivant là-bas, mais nous recherchons des qualités semblables à celles de la Terre, pas des qualités extraterrestres impressionnantes que nous lisons dans la science-fiction. (Je dirais également que ces types d'exoplanètes pourraient avoir des lunes habitables de la taille de la Terre - comme Avatar's Pandora - mais c'est pour un autre article...)

Les deux méthodes clés pour la détection d'exoplanètes sont la méthode de la "vitesse radiale" et la méthode du "transit". Le premier — qui mesure précisément la lumière d'une étoile pour détecter de minuscules oscillations stellaires lorsqu'une exoplanète la « tire » gravitationnellement pendant qu'elle orbite — peut déduire la masse de l'exoplanète, révélant ainsi si elle a ou non une masse semblable à la Terre découvert à l'aide de cette méthode). Ce dernier - qui a été utilisé par le télescope spatial Kepler de la NASA (et maintenant Transiting Exoplanet Survey Explorer de la NASA, entre autres) pour rechercher les légères baisses de luminosité lorsqu'une exoplanète passe devant son étoile - peut déduire la taille physique de l'exoplanète, révélant ainsi qu'il ait ou non une taille semblable à celle de la Terre. Si une exoplanète de zone habitable possède l'une de ces qualités semblables à celles de la Terre, ou les deux (si les deux méthodes sont utilisées sur une étoile cible), cela représente +1 point de plus pour son habitabilité.

Il y a quelques autres mesures que les astronomes peuvent faire qui peuvent ajouter à l'habitabilité d'un monde hypothétique (telles que des observations de l'activité de torchage de l'étoile hôte, de l'âge ou d'autres mesures dérivées), mais jusqu'à ce que nous développions des observatoires plus puissants sur Terre et dans l'espace, il existe plusieurs facteurs qui font rapidement diminuer le potentiel habitable de notre hypothétique exoplanète.


Les astronomes détaillent la super-Terre LHS 1140 b nouvellement découverte et potentiellement habitable

Une impression d'artiste de l'exoplanète rocheuse nouvellement découverte, LHS 1140b. Cette planète est située dans la zone habitable d'eau liquide entourant son étoile hôte, une petite étoile rouge pâle nommée LHS 1140. La planète pèse environ 6,6 fois la masse de la Terre et est montrée passant devant LHS 1140. Représenté en bleu est le l'atmosphère que la planète a pu retenir.

Les astronomes passent à la prochaine phase d'étude des mondes extraterrestres, à la recherche de signes de vie sur des planètes en dehors de notre système solaire. Et la "super-Terre" LHS 1140 b nouvellement découverte, qui orbite dans la zone habitable d'une petite étoile voisine, est en tête de liste.

"C'est l'exoplanète la plus excitante que j'aie vue au cours de la dernière décennie", a déclaré l'auteur principal Jason Dittmann du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). « Nous ne pouvions guère espérer une meilleure cible pour effectuer l'une des plus grandes quêtes de la science : rechercher des preuves de la vie au-delà de la Terre. »

Les astronomes ont trouvé la planète en utilisant la méthode de transit – lorsqu'une étoile s'assombrit lorsqu'une planète passe devant elle, vue de la Terre. En mesurant la quantité de lumière que cette planète bloque, l'équipe a déterminé qu'elle fait environ 11 000 miles de diamètre, soit environ 40 % plus grande que la Terre. Ils révèlent également qu'il est situé à seulement 40 années-lumière.

L'équipe a également pesé la planète à 6,6 fois la masse de la Terre, montrant qu'elle est dense et a probablement une composition rocheuse. De petites planètes potentiellement habitables ont été trouvées dans le système TRAPPIST-1, situé à une distance similaire de la Terre, mais un seul de ces mondes a vu sa densité mesurée avec précision, montrant qu'il n'est pas rocheux. Par conséquent, certains ou tous les autres pourraient également ne pas être rocheux.

Étant donné que cette planète transite par son étoile, contrairement au monde le plus proche du système solaire Proxima Centauri b, elle peut être examinée pour la présence d'air. Au fur et à mesure que la planète se déplace devant l'étoile, la lumière de l'étoile sera filtrée à travers n'importe quelle atmosphère et laissera une empreinte. De grands télescopes de nouvelle génération seront nécessaires pour déceler ces signaux subtils.

"Cette planète sera une excellente cible pour le télescope spatial James Webb lors de son lancement en 2018, et je suis particulièrement enthousiaste à l'idée de l'étudier avec le télescope terrestre géant de Magellan, qui est en construction", a déclaré co- l'auteur David Charbonneau du CfA.

La planète orbite autour d'une petite étoile faible connue sous le nom de LHS 1140, qui ne fait qu'un cinquième de la taille du Soleil. Étant donné que l'étoile est si faible et froide, sa zone habitable (la distance à laquelle une planète peut être suffisamment chaude pour contenir de l'eau liquide) est très proche. Cette planète, désignée LHS 1140 b, orbite autour de son étoile tous les 25 jours. À cette distance, elle reçoit environ la moitié de la lumière solaire de son étoile que la Terre.

Bien que la planète soit potentiellement habitable maintenant, elle aurait pu faire face à un passé infernal. Quand l'étoile était jeune, elle aurait baigné la planète dans un éblouissement ultraviolet sévère qui aurait pu enlever toute l'eau de l'atmosphère, entraînant un effet de serre incontrôlable comme celui que l'on voit sur Vénus.

Cependant, comme la planète est plus grande que la Terre, elle pourrait avoir possédé un océan de magma à sa surface pendant des millions d'années. Alimenté par la chaleur d'éléments naturellement radioactifs, cet océan de lave bouillonnant a peut-être introduit de la vapeur dans l'atmosphère longtemps après que l'étoile se soit calmée à sa lueur actuelle et constante. Ce processus aurait pu reconstituer la planète en eau, la rendant propice à la vie telle que nous la connaissons.


Cette vidéo d'impression d'artiste montre un voyage imaginaire vers l'exoplanète LHS 1140b, qui orbite autour d'une étoile naine rouge à 40 années-lumière de la Terre et pourrait être le nouveau détenteur du titre de "meilleur endroit pour rechercher des signes de vie au-delà du Soleil Système.”

"Pour le moment, nous ne faisons que des suppositions éclairées sur le contenu de l'atmosphère de cette planète", a déclaré Dittmann. « Des observations futures pourraient nous permettre de détecter pour la première fois l'atmosphère d'une planète potentiellement habitable. Nous prévoyons de rechercher de l'eau et, finalement, de l'oxygène moléculaire.”

Contrairement à l'étoile TRAPPIST-1, LHS 1140 tourne lentement et n'émet pas beaucoup de rayonnement de haute énergie, ce qui peut également aider à la probabilité de vie sur sa planète.

LHS 1140 b a été découvert à l'aide du réseau de télescopes MEarth-South à l'Observatoire interaméricain de Cerro Tololo. Cette collection de huit télescopes, avec son installation associée MEarth-North, étudie les étoiles rouges faibles connues sous le nom de naines M pour localiser les planètes en orbite à l'aide de la méthode de transit.

Dans le cadre du travail de suivi, l'équipe a pu détecter l'oscillation du LHS 1140 alors que la planète orbite autour d'elle, à l'aide du chercheur de planètes à vitesse radiale de haute précision (HARPS) installé sur le télescope de 3,6 m de l'Observatoire européen austral à l'observatoire de La Silla au Chili. Ces informations ont été combinées avec les données de la méthode de transit, permettant à l'équipe de faire de bonnes mesures de la taille, de la masse et de la densité de la planète.


L'attention du monde est maintenant sur Proxima Centauri b, une planète peut-être semblable à la Terre en orbite autour de l'étoile la plus proche, à 4,22 années-lumière. L'orbite de la planète est parfaite pour laisser à sa surface l'eau liquide nécessaire à la vie. Mais pourrait-il en fait être habitable ?

Si la vie est possible là-bas, la planète a évolué de manière très différente de la Terre, selon des chercheurs du Virtual Planetary Laboratory (VPL) de l'Université de Washington, où astronomes, géophysiciens, climatologues, biologistes de l'évolution et autres s'associent pour étudier à quel point des planètes éloignées pourraient abriter la vie.

Des astronomes de l'Université Queen Mary de Londres ont annoncé la découverte de Proxima Centauri b, une planète en orbite près d'une étoile à 4,22 années-lumière. La découverte a été qualifiée de "la plus grande découverte d'exoplanètes depuis la découverte d'exoplanètes".

CONNEXES: Une planète potentiellement habitable a été trouvée autour de notre étoile voisine la plus proche

Rory Barnes, professeur adjoint de recherche en astronomie à l'UW, a publié une discussion sur la découverte sur palereddot.org, un site Web dédié à la recherche de la vie autour de Proxima Centauri. Son essai décrit les recherches en cours dans le laboratoire planétaire UW – qui fait partie de l'Institut d'astrobiologie de la NASA – pour répondre à la question : la vie est-elle possible sur ce monde ?

"La réponse courte est, c'est compliqué", écrit Barnes. "Nos observations sont peu nombreuses, et ce que nous savons permet un éventail vertigineux de possibilités" - et presque autant de questions.

Le Virtual Planetary Laboratory est dirigé par Victoria Meadows, professeur d'astronomie à l'UW. Les chercheurs affiliés à l'UW comprennent Giada Arney, Edward Schwieterman et Rodrigo Luger. À l'aide de modèles informatiques, les chercheurs ont étudié des indices provenant des orbites de la planète, de son système, de son étoile hôte et des étoiles compagnons apparentes Alpha Centauri A et B – ainsi que ce que l'on sait de l'évolution stellaire pour commencer à évaluer les chances de Proxima b.

On sait relativement peu de choses sur Proxima :

• Elle est au moins aussi massive que la Terre et peut être plusieurs fois plus massive, et son "année" - le temps qu'il faut pour orbiter autour de son étoile - n'est que de 11 jours

• Son étoile n'est que 12% aussi massive que notre soleil et beaucoup plus sombre (donc sa zone habitable, permettant à l'eau liquide à la surface, est beaucoup plus proche) et la planète est 25 fois plus proche que la Terre ne l'est de notre soleil

• L'étoile peut former une troisième partie du système stellaire binaire Alpha Centauri, séparée par une distance de 15 000 « unités astronomiques », ce qui pourrait affecter l'orbite et l'histoire de la planète

• Les nouvelles données suggèrent l'existence d'une deuxième planète dans le système avec une période orbitale proche de 200 jours, mais cela n'a pas été prouvé

Le plus grand obstacle à la vie sur la planète, écrit Barnes, est peut-être la luminosité de son étoile hôte. Proxima Centauri, une étoile naine rouge, est relativement faible, mais ne l'a pas toujours été.

"L'évolution de la luminosité de Proxima a été lente et compliquée", écrit Barnes. "Les modèles d'évolution stellaire prédisent tous que pendant le premier milliard d'années, Proxima s'est lentement assombri jusqu'à sa luminosité actuelle, ce qui implique que pendant environ le premier quart de milliard d'années, la surface de la planète b aurait été trop chaude pour des conditions semblables à celles de la Terre."

Barnes note que lui et Rodrigo Luger, étudiant diplômé de l'UW, ont récemment montré que si la Terre moderne avait été dans une telle situation, "elle serait devenue un monde semblable à Vénus, dans un état de serre incontrôlable qui peut détruire toute l'eau primordiale de la planète", ainsi éteindre toute chance de vie.

Viennent ensuite une foule de questions sur la composition, l'emplacement et l'histoire de la planète, et le travail de l'équipe pour trouver des réponses éclairées.

• La planète est-elle « rocheuse » comme la Terre ? La plupart des orbites simulées par le laboratoire planétaire suggèrent que cela pourrait être – et peut donc héberger de l'eau sous forme liquide, une condition préalable à la vie

• Où s'est-il formé et y avait-il de l'eau ? Qu'elle se soit formée sur place ou plus loin de son étoile, où la glace est plus probable, les chercheurs du VPL pensent qu'il est "tout à fait possible" que Proxima b soit riche en eau, bien qu'ils ne soient pas certains.

• A-t-elle commencé comme une planète semblable à Neptune enveloppée d'hydrogène, puis a-t-elle perdu son hydrogène pour devenir semblable à la Terre ? La recherche VPL montre que cela est en effet possible, et pourrait être une voie viable vers l'habitabilité

• Les éruptions de Proxima Centauri plus souvent que notre soleil pourraient-elles avoir brûlé depuis longtemps l'ozone atmosphérique qui pourrait protéger la surface et toute vie ? C'est possible, bien qu'un champ magnétique puissant, comme celui de la Terre, puisse protéger la surface.

De plus, toute vie sous quelques mètres d'eau liquide serait protégée des radiations.

Une autre préoccupation est que la planète pourrait être bloquée par les marées, ce qui signifie qu'un côté fait en permanence face à son étoile, comme la Lune fait la Terre. Les astronomes ont longtemps pensé que cela signifiait qu'un monde ne pouvait pas supporter la vie, mais pensent maintenant que les vents atmosphériques planétaires transporteraient la chaleur autour de la planète.

"Ces questions sont essentielles pour débloquer l'habitabilité potentielle de Proxima et déterminer si notre voisin galactique le plus proche est une friche inhospitalière, une planète habitée ou un futur foyer pour l'humanité", écrit Barnes.

Les chercheurs du laboratoire planétaire développent également des techniques pour déterminer si l'atmosphère de Proxima b est propice à la vie.

« Presque tous les composants d'une atmosphère impriment leur présence dans un spectre (de lumière) », écrit Barnes. "Donc, avec notre connaissance des histoires possibles de cette planète, nous pouvons commencer à développer des instruments et planifier des observations qui identifient les différences critiques."

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À des pressions suffisamment élevées, note-t-il, les molécules d'oxygène peuvent momentanément se lier les unes aux autres pour produire une caractéristique observable dans le spectre lumineux.

"Ce qui est crucial, c'est que les pressions requises pour être détectables sont suffisamment importantes pour faire la distinction entre une planète avec trop d'oxygène et une avec juste ce qu'il faut pour la vie.

Au fur et à mesure que nous en apprenons davantage sur la planète et le système, nous pouvons construire une bibliothèque de spectres possibles à partir desquels déterminer quantitativement la probabilité que la vie existe sur la planète b. »

On s'attend à ce que notre propre soleil s'éteigne dans environ 4 milliards d'années, mais Proxima Centauri a une bien meilleure prévision, brûlant peut-être pendant 4 000 milliards d'années de plus.

"Si Proxima b est habitable, alors ce pourrait être un endroit idéal pour déménager. Peut-être venons-nous de découvrir un futur foyer pour l'humanité. Mais pour en être sûr, nous devons faire plus d'observations, exécuter beaucoup plus de simulations informatiques et, espérons-le , envoyer des sondes pour effectuer la première reconnaissance directe d'une exoplanète", écrit Barnes. « Les défis sont énormes, mais Proxima b offre une multitude de possibilités qui m'émerveillent.

Proxima Centauri b pourrait être la première exoplanète à être directement caractérisée par de puissants télescopes terrestres et spatiaux prévus pour l'avenir, et son atmosphère sondée par spectroscopie pour la biologie active. La recherche a été financée par l'Institut d'astrobiologie de la NASA. « Qu'elle soit habitable ou non », conclut Barnes, « Proxima Centauri b offre un nouvel aperçu de la façon dont les planètes et la vie s'intègrent dans notre univers.

Cet article a été republié à partir de documents fournis par Université de Washington. L'article original a été écrit par Peter Kelley. Remarque : le matériel peut avoir été modifié pour sa longueur et son contenu. Pour plus d'informations, veuillez contacter la source citée.


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Il y a encore beaucoup de choses inconnues sur Kepler-1649c, y compris son atmosphère, qui pourraient affecter la température de la planète. Les calculs actuels de la taille de la planète ont des marges d'erreur importantes, tout comme toutes les valeurs en astronomie lors de l'étude d'objets si éloignés. Mais sur la base de ce qui est connu, Kepler-1649c est particulièrement intrigant pour les scientifiques à la recherche de mondes avec des conditions potentiellement habitables.

Il existe d'autres exoplanètes dont la taille est estimée plus proche de la Terre, telles que TRAPPIST-1f et, selon certains calculs, Teegarden c. D'autres peuvent être plus proches de la Terre en température, comme TRAPPIST-1d et TOI 700d. Mais il n'y a pas d'autre exoplanète considérée comme plus proche de la Terre dans ces deux valeurs qui se trouve également dans la zone habitable de son système.

"De toutes les planètes mal étiquetées que nous avons récupérées, celle-ci est particulièrement excitante, non seulement parce qu'elle se trouve dans la zone habitable et à la taille de la Terre, mais aussi à cause de la façon dont elle pourrait interagir avec cette planète voisine", a déclaré Andrew Vanderburg, chercheur à l'Université du Texas à Austin et premier auteur de l'article publié aujourd'hui dans The Astrophysical Journal Letters. "Si nous n'avions pas examiné le travail de l'algorithme à la main, nous l'aurions manqué."

Kepler-1649c orbite si près de sa petite étoile naine rouge qu'une année sur Kepler-1649c équivaut à seulement 19,5 jours terrestres. Le système a une autre planète rocheuse d'environ la même taille, mais elle orbite autour de l'étoile à environ la moitié de la distance de Kepler-1649c, de la même manière que Vénus orbite autour de notre Soleil à environ la moitié de la distance de la Terre. Les étoiles naines rouges sont parmi les plus courantes de la galaxie, ce qui signifie que des planètes comme celle-ci pourraient être plus courantes que nous ne le pensions auparavant.


National Science Foundation - Là où les découvertes commencent

Une découverte suggère que notre galaxie pourrait regorger de planètes potentiellement habitables


Cette conception d'artiste montre les quatre planètes internes du système Gliese 581 et leur étoile hôte.

29 septembre 2010

Regardez une webémission avec Steven Vogt et Paul Butler, chefs d'une équipe qui a découvert la première exoplanète potentiellement habitable.

Ce matériel est disponible principalement à des fins d'archivage. Les numéros de téléphone ou d'autres informations de contact peuvent être périmés, veuillez consulter les informations de contact actuelles sur les contacts médias.

Une équipe de chasseurs de planètes dirigée par des astronomes de l'Université de Californie à Santa Cruz (UC Santa Cruz) et de la Carnegie Institution de Washington, et soutenue par la National Science Foundation (NSF) et la NASA, a annoncé la découverte d'une Terre- sized planet (three times the mass of Earth) orbiting a nearby star at a distance that places it squarely in the middle of the star's "habitable zone," where liquid water could exist on the planet's surface. If confirmed, this would be the most Earth-like exoplanet yet discovered and the first strong case for a potentially habitable one.

"This is clearly one of the most exciting areas of science these days" said Ed Seidel, assistant director for NSF's Mathematical and Physical Sciences directorate. "If we do discover life outside our planet, it would perhaps be the most significant discovery of all time."

To astronomers, a "potentially habitable" planet is one that could sustain life, not necessarily one that humans would consider a nice place to live. Habitability depends on many factors, but liquid water and an atmosphere are among the most important.

"Our findings offer a very compelling case for a potentially habitable planet," said Steven Vogt, professor of astronomy and astrophysics at UC Santa Cruz. "The fact that we were able to detect this planet so quickly and so nearby tells us that planets like this must be really common."

"With modern techniques, it is now possible to actually search for worlds that might be able to support life as we understand it," added Seidel. "Just a few years back I wouldn't have thought this could have advanced so fast."

This discovery was the result of over a decade of observations on the W. M. Keck Observatory in Hawaii. "Advanced techniques combined with old-fashioned ground-based telescopes continue to lead the exoplanet revolution," said Paul Butler of the Carnegie Institution. "Our ability to find potentially habitable worlds is now limited only by our telescope time."

"One of the three main science objectives of the Astronomy and Astrophysics Decadal Survey released last month is labeled 'New Worlds: Seeking nearby habitable planets,'" added NSF Astronomy Division Director Jim Ulvestad. "It is very gratifying to see that long-term scientific investments by NSF and NASA toward meeting this objective are paying off, and we expect continued discoveries in this area as nearby stars are monitored for longer periods."

Vogt and Butler lead the Lick-Carnegie Exoplanet Survey. The team's new findings are reported in a paper to be published in the Journal d'astrophysique and posted online today at arXiv.org. It is also linked to this release. Coauthors include associate research scientist Eugenio Rivera of UC Santa Cruz associate astronomer Nader Haghighipour of the University of Hawaii-Manoa and research scientists Gregory Henry and Michael Williamson of Tennessee State University.

The paper reports the discovery of two new planets around the nearby red dwarf star Gliese 581. This brings the total number of known planets around this star to six, the most yet discovered in a planetary system other than our own solar system. Like our solar system, the planets around Gliese 581 have nearly circular orbits.

The most interesting of the two new planets is Gliese 581g, with a mass three to four times that of the Earth and an orbital period of just under 37 days. Its mass indicates that it is probably a rocky planet with a definite surface, and that it has enough gravity to hold on to an atmosphere, according to Vogt.

Gliese 581, located 20 light years away from Earth in the constellation Libra, has a somewhat checkered history of habitable-planet claims. Two previously detected planets in the system lie at the edges of the habitable zone, one on the hot side (planet c) and one on the cold side (planet d). While some astronomers still think planet d may be habitable if it has a thick atmosphere with a strong greenhouse effect to warm it up, others are skeptical. The newly discovered planet g, however, lies right in the middle of the habitable zone.

"We had planets on both sides of the habitable zone--one too hot and one too cold--and now we have one in the middle that's just right," Vogt said.

The planet is tidally locked to the star, meaning that one side is always facing the star and basking in perpetual daylight, while the side facing away from the star is in perpetual darkness. One effect of this is to stabilize the planet's surface climates, according to Vogt. The most habitable zone on the planet's surface would be the line between shadow and light (known as the "terminator"), with surface temperatures decreasing toward the dark side and increasing toward the light side.

"Any emerging life forms would have a wide range of stable climates to choose from and to evolve around, depending on their longitude," Vogt said.

The researchers estimate that the average surface temperature of the planet is between -24 and 10 degrees Fahrenheit (-31 to -12 degrees Celsius). Actual temperatures would range from blazing hot on the side facing the star to freezing cold on the dark side.

If Gliese 581g has a rocky composition similar to the Earth's, its diameter would be about 1.2 to 1.4 times that of the Earth. The surface gravity would be about the same or slightly higher than Earth's, so that a person could easily walk upright on the planet, Vogt said.

The new findings are based on 11 years of observations of Gliese 581 using the HIRES spectrometer (designed by Vogt) on the Keck I Telescope at the W. M. Keck Observatory in Hawaii. The spectrometer allows precise measurements of a star's radial velocity (its motion along the line of sight from Earth), which can reveal the presence of planets. The gravitational tug of an orbiting planet causes periodic changes in the radial velocity of the host star. Multiple planets induce complex wobbles in the star's motion, and astronomers use sophisticated analyses to detect planets and determine their orbits and masses.

"It's really hard to detect a planet like this," Vogt said. "Every time we measure the radial velocity, that's an evening on the telescope, and it took more than 200 observations with a precision of about 1.6 meters per second to detect this planet."

To get that many radial velocity measurements (238 in total), Vogt's team combined their HIRES observations with published data from another group led by the Geneva Observatory (HARPS, the High Accuracy Radial velocity Planetary Search project).

In addition to the radial velocity observations, coauthors Henry and Williamson made precise night-to-night brightness measurements of the star with one of Tennessee State University's robotic telescopes. "Our brightness measurements verify that the radial velocity variations are caused by the new orbiting planet and not by any process within the star itself," Henry said.

The researchers also explored the implications of this discovery with respect to the number of stars that are likely to have at least one potentially habitable planet. Given the relatively small number of stars that have been carefully monitored by planet hunters, this discovery has come surprisingly soon.

"If these are rare, we shouldn't have found one so quickly and so nearby," Vogt said. "The number of systems with potentially habitable planets is probably on the order of 10 or 20 percent, and when you multiply that by the hundreds of billions of stars in the Milky Way, that's a large number. There could be tens of billions of these systems in our galaxy."


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Steven Vogt and Paul Butler lead a team that discovered the first potentially habitable exoplanet.
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The planetary orbits of the Gliese 581 system compared to those in our own solar system.
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An interior view of the Keck I Telescope at the W. M. Keck Observatory in Hawaii.
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Media Contacts
Lisa-Joy Zgorski, NSF, (703) 292-8311, email: [email protected]
Tim Stephens, UC, Santa Cruz, (831) 459-2495, email: [email protected]

Principal Investigators
Steve Vogt, UC, Santa Cruz, email: [email protected]

Co-Investigators
Paul Butler, Carnegie Institution of Washington, (202) 248-1938, email: [email protected]

Related Websites
UC, Santa Cruz News: www.ucsc.edu/news_events
Carnegie Institution of Science: http://carnegiescience.edu/
Ground-based Astronomy at NSF: http://www.nsf.gov/eyesonthesky
The Lick-Carnegie Exoplanet Survey (PDF): http://1.usa.gov/1YjamHw

The U.S. National Science Foundation propels the nation forward by advancing fundamental research in all fields of science and engineering. NSF supports research and people by providing facilities, instruments and funding to support their ingenuity and sustain the U.S. as a global leader in research and innovation. With a fiscal year 2021 budget of $8.5 billion, NSF funds reach all 50 states through grants to nearly 2,000 colleges, universities and institutions. Each year, NSF receives more than 40,000 competitive proposals and makes about 11,000 new awards. Those awards include support for cooperative research with industry, Arctic and Antarctic research and operations, and U.S. participation in international scientific efforts.

Steven Vogt and Paul Butler lead a team that discovered the first potentially habitable exoplanet.
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The planetary orbits of the Gliese 581 system compared to those in our own solar system.
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An interior view of the Keck I Telescope at the W. M. Keck Observatory in Hawaii.
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Earth-Mass Exoplanet Found in Habitable Zone around Proxima Centauri

A planet described as the ‘single most promising exoplanet discovered to date in terms of habitability’ and a ‘natural location where our civilization could aspire to move to’, has been found orbiting the closest star to our Sun.

This artist’s impression shows Proxima b orbiting Proxima Centauri, which at only 4.23 light-years is the closest star to our Solar System. The double star Alpha Centauri AB also appears in the image between the exoplanet and Proxima itself. Image credit: M. Kornmesser / ESO.

The discovery, made by a team led by Dr. Guillem Anglada-Escudé, from Queen Mary University of London, of a planet orbiting Proxima Centauri has been published in the journal Nature.

The rocky planet, named Proxima b, is slightly larger than Earth and sits within its star’s habitable zone, where liquid water could theoretically exist on the surface.

“Many exoplanets have been found and many more will be found, but searching for the closest potential Earth-analogue and succeeding has been the experience of a lifetime for all of us,” Dr. Anglada-Escudé said.

“The search for life on Proxima b comes next…”

This artist’s impression shows a view of the surface of Proxima b orbiting Proxima Centauri. Alpha Centauri AB also appears in the image to the upper-right of Proxima itself. Proxima b is a little more massive than the Earth and orbits in the habitable zone around its star, where the temperature is suitable for liquid water to exist on its surface. Image credit: M. Kornmesser / ESO.

The discovery was warmly welcomed by scientists involved in the Breakthrough Starshot project which earlier this year unveiled plans to send light-propelled nanocrafts 40 trillion km to the Alpha Centauri system, where Proxima Centauri and its orbiting planet reside.

On hearing the news Breakthrough Starshot’s chairman Professor Avi Loeb from Harvard University described Proxima b as “an obvious target for a flyby mission,” which could “take color images of the planet and infer whether it is green and harboring life, blue with water oceans on its surface, or just brown, dry rock.”

Prof. Loeb added that because the lifetime of the star is several trillion years, “a habitable rocky planet around Proxima would be the most natural location to where our civilization could aspire to move after the Sun will die, five billions years from now.”

Astronomer Royal Lord Martin Rees who sits on the project’s Advisory Board said: “it is excellent news to have strong evidence for a planet around such a nearby star, on which perhaps life could have emerged.”

This infographic compares the orbit of Proxima b with the same region of our Solar System. Proxima Centauri is smaller and cooler than the Sun and the planet orbits much closer to its star than Mercury. As a result it lies well within the habitable zone, where liquid water can exist on the planet’s surface. Image credit: M. Kornmesser / G. Coleman / ESO.

The discovery was made with the ESO 3.6-m telescope at La Silla in Chile (alongside other telescopes around the world), as part of the Pale Red Dot campaign to find a tail tell wobble of our second nearest star that could indicate the gravitational pull of an orbiting planet.

The wobble they discovered shows Proxima Centauri approaching the Earth at about 5 km per hour – normal human walking pace – and then receding at the same speed.

This regular pattern repeats every 11.2 days, and when compared against natural fluctuations in the star’s brightness indicated the presence of a planet slightly more massive than the Earth, orbiting its star at only 5% of the distance from our planet to the Sun.

Despite this close orbit, the fact that Proxima Centuri is far fainter than our own star keeps Proxima b in the crucial habitable zone.

Professor Ed Turner, from Princeton University, another member of the Breakthrough Starshot project advisory board, described the newly discovered planet as “the single most promising exoplanet discovered to date in terms of habitability.”

“That this planet is orbiting the nearest star to the Sun is an extraordinary and wonderful piece of good luck. It could hardly be more exciting from the perspectives of both astrobiology and interstellar flight,” he added.

G. Anglada-Escudé et al. A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri. Nature, published online August 25, 2016


Two Super Earths

Planet GJ 887b and GJ887c may be 'rocky worlds' similar to Earth's surface but the team predicts that they are tidally locked, meaning that only one side is always facing its star, making that side constantly daytime and the opposite side nighttime.

Dr. John Barnes, an astrophysicist at the Open University, said, 'Close orbiting planets like these have a high chance of being tidally locked to their host star. This means that as the planet orbits its star, the same hemisphere always faces the star.'

Using the Doppler wobble method find the exoplanets and measure their gravitational relationship with GJ 887, the start would wobble slightly as the pair would orbit. They also observed that the wobble affects the star's light as well.

GJ 887c's proximity to its parent star gives it an estimated temperature of 158 degrees Fahrenheit on the surface as it takes almost 22 days to circle the star. GJ 887b, which is closer to its host star with a 9.3-day orbit, is most likely to have higher surface temperatures. Since only half of each planet is facing the star, ' it could be much cooler on some parts of the planets than others,' explained Dr. Barnes.


TESS helps astronomers pinpoint possibly habitable exoplanet

An artist’s impression of the GJ 357 system, featuring three known planets. One of them, if it has a dense atmosphere, could be habitable. Image: Carl Sagan Institute/Jack Madden

Astronomers have found two additional planets orbiting a star 31 light years away where the Transiting Exoplanet Survey Satellite – TESS – earlier found an exoplanet 22 percent larger than Earth but orbiting 11 times closer to the star than Mercury orbits the Sun.

TESS discovered the previously known world, a “hot Earth” catalogued as GJ 357b, by measuring the slight dimming of the parent star when the exoplanet crossed in front as viewed from the spacecraft. The observations indicated GJ 357b completes one orbit every 3.9 days and has an equilibrium temperature or nearly 500 degrees.

To confirm the TESS observations, astronomers used Earth-based instruments to take a closer look. By measuring a subtle back-and-forth movement of the star, they were able to discern the gravitational influences of two additional planets. A key instrument in the discovery was the Planet Finder Spectrograph used with one of the Magellan telescopes at Carnegie’s Las Campanas Observatory in Chile.

“Because it is a nearby M dwarf, which we know often host small planets, the PFS team started monitoring this star in 2016,” said Carnegie astronomer Johanna Teske. “As soon as we saw that TESS had indeed detected a small transiting planet, we accelerated our PFS observing campaign.”

One of the two newly discovered planets, GJ 357c, is at least 3.4 times more massive than Earth and orbits the star every 9.1 days, giving it an equilibrium temperature of around 127 Celsius (260 Fahrenheit).

The third planet, GJ 357d, is 6.1 times more massive than Earth, completes one orbit every 55.7 days and has an equilibrium temperature around -53 Celsius (-64 Fahrenheit). Additional study is needed to determine if an atmosphere might be present but if so, enough heat could be trapped to permit liquid water to exist in a theoretically habitable environment.

TESS’s mission is to identify terrestrial worlds orbiting stars relatively close to the sun. Follow-up studies by more powerful instruments, like the upcoming James Webb Space Telescope and next-generation “extremely large” telescopes, are needed to determine an exoplanet’s habitability.

In the meantime, TESS, in concert with current ground-based instruments, is identifying a growing list of targets for future research. Like the new worlds discovered orbiting GJ 357.

“This planetary system helps demonstrate how crucial tools such as the PFS are for TESS’ success,” said Carnegie’s Sharon Wang.