L’étoile simple la plus proche du Soleil abrite une exoplanète dont la masse excède les 3,2 masses terrestres, soit une superterre. Des données issues d’un réseau mondial de télescopes parmi lesquels figure l’instrument Harps, le chasseur de planètes de l’ESO, ont mis au jour l’existence de ce monde glacé et peu éclairé. Cette planète nouvellement découverte constitue la seconde exoplanète la plus proche de la Terre en orbite autour de l’étoile qui se déplace le plus rapidement dans le ciel nocturne. Sur cette image, figure une vue d’artiste de la surface de la planète. © ESO, M. Kornmesser

Sciences

Une exoplanète découverte autour de l'étoile de Barnard : la réalité rejoint la fiction !

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Découverte à la fin du XIXe siècle, l'étoile de Barnard alimentait les recherches des astronomes et les auteurs de science-fiction depuis des décennies. Les astronomes de l'ESO annoncent aujourd'hui qu'elle posséderait au moins une exoplanète, une superterre même.

Quelques jours après l'anniversaire de la naissance de  Carl Sagan , voilà que l'ESO vient sans doute, mais très indirectement, de relancer un peu les rêves autour d'un projet de vaisseau interstellaire. L'exobiologiste états-unien en avait fait découvrir l'existence à des centaines de millions de personnes via sa fameuse série T.V,  Cosmos , et le livre qui l'accompagne.

En effet, de 1973 à 1978, une douzaine de scientifiques et d'ingénieurs de la célèbre  British Interplanetary Society  (la BIS dont  Arthur Clarke  a été le secrétaire) ont planché sur le projet Daedalus. Il s'agit de l'étude la plus complète et la plus solide à ce jour du concept de sonde interstellaire du point de vue de l'ingénierie et des lois de la physique. Elle montrait qu'en utilisant une technologie déjà disponible au XXe siècle - dont la maîtrise serait très plausible au cours du XXIe siècle - il était possible de rejoindre un système stellaire proche pendant l'intervalle d'une vie humaine, en l'occurrence, l'étoile de Barnard située à seulement 5,9 années-lumière du Soleil.

Au tout début des années 1970, certains pensaient encore que l'astronome néerlandais Peter van de Kamp avait bien détecté en 1963 les effets des perturbations gravitationnelles d'une exoplanète de taille comparable à Jupiter autour de cette étoile, une naine rouge de type M4, invisible à l'œil nu dans la constellation de l'Ophiuchus. Étant la quatrième étoile la plus proche du Soleil après le système triple d'Alpha du Centaure, l'étoile de Barnard était donc l'objet de l'attention des astronomes depuis plusieurs décennies et elle alimentait les auteurs de science-fiction. Hélas, ces mêmes années 1970 virent la remise en question des travaux de van de Kamp. Ensuite, jusqu'à aujourd'hui, les chasseurs d'exoplanètes qui l'étudiaient étaient rentrés bredouilles.

L’étoile simple la plus proche du Soleil abrite une exoplanète dont la masse excède les 3,2 masses terrestres, soit une superterre. Des données issues d’un réseau mondial de télescopes parmi lesquels figure l’instrument Harps, le chasseur de planètes de l’ESO, ont mis au jour l’existence d'un monde glacé et peu éclairé. Cette planète nouvellement découverte constitue la seconde exoplanète la plus proche de la Terre. Elle orbite autour de l’étoile qui se déplace le plus rapidement dans le ciel nocturne. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © ESO

Barnard b, la superterre

Tout semble donc avoir changé comme le prouve un  communiqué de l’ESO  qui accompagne un article dans  Nature  dans lequel des membres des équipes de  Red Dots  et  Carmenes  ont conduit des campagnes d'observations ayant permis, par  la méthode des vitesses radiales , la détection de ce qui semble bien être une superterre dont la masse est d'au moins 3,2 fois celle de notre planète.

Ce qui est sûr, c'est que l'astre détecté boucle son orbite en 233 jours autour de la naine rouge à une distance équivalente à environ 0,4 fois celle de la Terre au Soleil. Mais comme l'étoile est très peu lumineuse, l'exoplanète Barnard b ne reçoit qu'environ 2 % de l'énergie que la Terre reçoit du Soleil. Bien que l'on ne sache pas si elle possède une atmosphère ou pas, cela laisse penser que sa température de surface moyenne doit être d'environ -170 °C. Ce qui questionne son habitabilité. Et bien que l'étoile de Barnard soit âgée de 7 à 12 milliards d'années, elle est encore capable de  fortes colères  comme l'ont montré des observations en 1998. Celles-ci ont ainsi permis de classer l'astre parmi les étoiles éruptives.

Barnard b semble bien désormais la seconde exoplanète connue la plus proche de la Terre après la retentissante découverte de  Proxima Centauri b , il y a deux ans. Tout comme l'avait expliqué Futura (voir l'article ci-dessous), les astronomes de l'ESO menés par Ignasi Ribas (Institut des études spatiales de Catalogne et Institut des sciences spatiales, CSIC, Espagne) et Guilhem Anglada Escudé (université Queen Mary à Londres) vont certainement émoustiller avec Barnard b les nombreux fans quadragénaires et plus du livre de science-fiction  Vaisseaux de l’espace de l’an 2000 à l’an 2100  de Stewart Cowley. On y trouve en effet la mention de la découverte d'un mystérieux vaisseau extraterrestre sur une exoplanète autour de l'étoile de Barnard au cours du XXIe siècle.

Jusqu'où la réalité rattrapera-t-elle la fiction ?

Sur cette carte figure la constellation d’Ophiuchus (le Serpentaire), de part et d’autre de l’équateur céleste. La localisation de l’étoile de Barnard y figure, ainsi que la plupart des étoiles visibles à l’œil nu par temps clair et par nuit sombre. © ESO, IAU and Sky & Telescope
  • Située à environ 6 années-lumière seulement du Soleil, la naine rouge appelée étoile de Barnard n'est pas visible à l'œil nu mais avait fini par être détectée à la fin du XIXe siècle.
  • C'est la quatrième étoile la plus proche du Système solaire. Au cours des années 1960, on pensait avoir détecté autour d'elle une exoplanète. Cela avait alimenté les ouvrages de science-fiction et les projets sérieux de vaisseau interstellaire qui la prenait comme cible.
  • La détection était fausse, mais aujourd'hui celle qui semble bien être une superterre en orbite, Barnard b, est solide.
  • L'exoplanète ne semble pas être habitable car, bien que plus proche de son étoile que la Terre du Soleil, sa température de surface pourrait bien être aussi basse que -170 °C autour d'une étoile peu lumineuse et massive (une M4 qui plus est éruptive).
Pour en savoir plus

Une exoplanète autour de Proxima du Centaure : la réalité rejoint la fiction !

Article de Laurent Sacco publié le 24/08/2016

Les fans de science-fiction et les passionnés d'exobiologie peuvent se réjouir. L'ESO vient d'annoncer que le programme de recherche Pale Red Dot a bel et bien permis de découvrir une exoplanète autour de la plus proche étoile du Soleil, Proxima Centauri, alias Proxima du Centaure. Elle est située dans la zone d'habitabilité et a été appelée Proxima b.

Dans son roman 2061 : Odyssée trois,  Arthur Clarke  mettait en scène le premier atterrissage d'un être humain sur une comète, en l'occurrence celle de Halley. Avec le succès de la  mission Rosetta  de l' ESA , et ceux d'un Elon Musk avec SpaceX, on se dit qu'il est probable que la réalité rattrapera la fiction avant 2061. Un autre succès des chercheurs européens, des membres de l'ESO cette fois-ci, ne peut qu'encourager à le croire les fans du livre mythique  Vaisseaux de l'espace de l'an 2000 à l'an 2100 , de Stewart Cowley.

En effet, l'information révélée il y a peu par le journal allemand  Der Spiegel  était juste, comme vient de le montrer un  communiqué de l’ESO , qui précise tout de même : « Nous savons qu'il y a eu des rumeurs à propos de cette découverte. Ces rumeurs n'ont jamais été confirmées et ne contenaient aucun contenu scientifique ».

Les astronomes du projet Pale Red Dot (le nom signifie « un point rouge pâle », un clin d'œil à la photo et la vidéo de Carl Sagan,  A Pale Blue Dot ), dont Futura-Sciences vous avait déjà parlé dans un précédent article intitulé  Une exoplanète habitable autour de Proxima du Centaure ? Cherchez-la… , viennent d'annoncer qu'ils ont bien découvert une planète a priori rocheuse dans la zone d'habitabilité autour de l'étoile Alpha Centauri C. On appelle parfois ainsi la naine rouge  Proxima Centauri  parce qu'elle fait partie d'un système stellaire triple avec les étoiles Alpha Centauri B et Alpha Centauri A. Ces deux dernières peuvent être vues facilement à l'œil nu, contrairement à Alpha Centauri C.

Le livre mythique Vaisseaux de l'espace de l'an 2000 à l'an 2100, de Stewart Cowley, raconte l'histoire de la découverte en 2036 des civilisations d'Alpha puis de Proxima du Centaure, et de la guerre qui s'ensuivit avec cette dernière. Il regroupe des illustrations à la façon d'un livre d'Histoire présentant des avions de la seconde guerre mondiale (l'ouvrage date de 1978). Les dernières découvertes sur les exoplanètes donnent à ce livre une surprenante actualité. En effet, on a de bonnes raisons de penser que l'exoterre la plus proche pourrait être à moins de 22 années-lumière. En outre, on sait maintenant qu'il y a au moins une planète en orbite autour de Proxima du Centaure. Des images de synthèse donnent vie aujourd'hui aux vaisseaux des guerres d'Alpha du Centaure. © Adrian Mann, Vimeo

Située à 4,25 années-lumière du Soleil, Proxima du Centaure est donc l'étoile la plus proche de lui dans la  Voie lactée . Paradoxalement, à cause de sa faible luminosité, elle n'a été découverte qu'en 1915 par l'astronome britannique Robert T. A. Innes alors qu'il était le directeur de l'observatoire de Johannesburg, en Afrique du Sud.

Les membres du projet Pale Red Dot l'ont étudiée avec le fameux High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (Harps), un spectrographe équipant le télescope de 3,6 mètres de l'ESO, à l'observatoire de La Silla, au Chili. Il s'agissait de détecter une exoplanète par la méthode des vitesses radiales, c'est-à-dire de mettre en évidence des décalages spectraux périodiques vers le rouge et vers le bleu par  effet Doppler  résultant d'un mouvement d'oscillation causé par l'attraction gravitationnelle de la planète sur son étoile hôte.

Les caractéristiques de l'exoplanète Proxima b

La campagne s'est déroulée de janvier à avril 2016. Puis, le 23 mai de cette année, les chercheurs ont annoncé sur le site de Pale Red Dot qu'un article avait été envoyé pour subir le questionnement de leurs collègues afin d'autoriser une publication. Celle-ci paraîtra demain, jeudi 25 août 2016, dans le célèbre journal  Nature .

Le communiqué de l'ESO permet déjà de répondre aux questions suivantes en ce qui concerne l'exoplanète Proxima b :

  • Quelles sont sa taille et sa masse ?

Proxima b ne semble pas effectuer de transit devant son étoile. Son diamètre n'est donc pas connu pour le moment et seule la méthode des vitesses radiales a permis d'estimer une valeur minimale pour sa masse qui serait d'au moins 1,3 masse terrestre. En l'absence de rayon, sa densité est donc tout aussi inconnue.

  • Quelle est sa distance à son étoile ?

La méthode des vitesses radiales permet d'attribuer à Proxima b une période orbitale de 11,2 jours ce qui indique également une distance d'environ 7 millions de kilomètres, c'est-à-dire environ 5 % de la distance de la Terre au Soleil.

  • Proxima b est-elle habitable ?

L'exoplanète se trouve bien dans la zone d'habitabilité de sa naine rouge, c'est-à-dire que l'existence d'eau liquide y est en théorie possible. Toutefois, la composition de son atmosphère, qui est inconnue, pourrait bien faire d'elle un enfer, comme c'est le cas de  Vénus  qui subit un effet de serre important. En outre, en raison de sa distance à Proxima Centauri, l'exoplanète pourrait bien être en rotation synchrone, présentant toujours la même face à l'étoile, ce qui pose des questions pour le développement d'une forme de vie. Enfin, les  naines rouges  comme Proxima Centauri sont très actives au début de leur existence, émettant beaucoup de rayonnement dans le domaine X et ultraviolet, ce qui peut au moins conduire à une lente, mais inéluctable, érosion de son atmosphère.

Nous aurons l'occasion de revenir plus en détail sur ce qu'il faut penser de cette découverte dans un prochain article.

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