Une vue d'artiste à la surface de l'exoplanète Proxima b. En haut, à droite de l'étoile Proxima du Centaure, on peut voir Alpha Centauri A et B. © ESO

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Proxima Centauri c : y a-t-il une superterre à 4,2 années-lumière du Soleil ?

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L'existence d'une deuxième exoplanète autour de l'étoile Proxima centauri, à seulement 4,2 années-lumière du Soleil environ, a été annoncée. La découverte de Proxima Centauri c demandera sans doute à être consolidée mais il s'agirait d'une superterre, malheureusement pas dans la zone d'habitabilité comme c'est le cas pour Proxima Centauri b.

Interview : qu'est-ce qu'une exoplanète ?  La question des exoplanètes est très ancienne en astronomie. Leur existence est pour la première fois attestée de façon indirecte dans les années 1990. Futura-Sciences a rencontré Jean-Pierre Luminet, astrophysicien de renom, afin qu’il nous parle plus en détail de ce passionnant sujet. 

En 2012, des astrophysiciens annonçaient la découverte de l'exoplanète Alpha Centauri Bb en orbite autour d'une des composantes du système triple d'Alpha du Centaure. Il est constitué de deux étoiles proches l'une de l'autre au point de former une étoile binaire, Alpha du Centaure A et B (à 4,36 années-lumière de la Terre), et d'une troisième étoile, Alpha du Centaure C, à 4,22 années-lumière du Système solaire. Cette dernière est également appelée  Proxima du Centaure. L'existence de l'exoplanète Alpha Centauri Bb, qui devait orbiter autour d'Alpha Centauri B, comme on l'appelle aussi, a été depuis remise en cause. Mais, en 2016, c'est celle toujours admise d'une autre exoplanète, autour de Proxima Centauri cette fois-ci, qui a été annoncée : Proxima Centauri b.

Aujourd'hui, l'existence d'une deuxième exoplanète, Proxima Centauri c (déjà suspectée il y a quelques années), est suggérée sérieusement par l'analyse des données collectées à l'observatoire La Silla, au Chili, à l'aide du fameux spectrographe Harps (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) qui permet de détecter des exoplanètes en utilisant la méthode des vitesses radiales et qui équipe le télescope de 3,6 mètres sur ce site de l'ESO. C'est une large équipe internationale d'astronomes qui le fait savoir via un article publié dans le journal Nature et en accès libre. Il s'agirait d'une superterre en orbite à 1,5 unité astronomique de son étoile dont la masse serait d'environ la moitié de celle de Neptune, laquelle est d'environ 17 fois celle de la Terre -- il faudrait observer un transit pour lever l'ambigüité dans l'estimation de la masse de Proxima Centauri c.

Le principe de la détection d'une exoplanète par la mesure d'un décalage spectral par effet Doppler-Fizeau. Une planète en orbite autour d'une étoile l'attire de telle sorte que l'étoile elle-même tourne autour du centre de masse du système étoile-planète. Plus la planète est proche de son étoile et massive, plus ce mouvement sera rapide. Observés avec un spectromètre, les éléments dans l'atmosphère de l'étoile apparaîtront sous forme d'une sorte de code barre qui se décale périodiquement vers le bleu et le rouge lorsque l'étoile s'approche et s'éloigne de nous, comme le montre cette vidéo. Plus ce décalage est important, plus la vitesse radiale de l'étoile selon notre direction est grande. C'est ainsi que l'on peut déterminer la masse minimale de la planète et sa période de révolution. © ESO, L. Calçada, YouTube

Alpha et Proxima du Centaure font rêver exobiologistes et auteurs de SF

Rappelons que le système triple d'Alpha du Centaure a fait rêver les exobiologistes et en particulier les auteurs de science-fiction depuis longtemps, car il s'agit des étoiles les plus proches du Soleil, et surtout en raison des caractéristiques des étoiles de son système double. Alpha Centauri A est en effet une étoile de type spectral G2, c'est-à-dire une naine jaune très semblable au Soleil, et Alpha Centauri B, un peu moins lumineuse, est de type spectral K1 donc d'un type proche du Soleil. Il n'est donc pas étonnant que de nombreux récits de SF fassent état de planètes habitables avec des formes de vie extraterrestres autour d'une des étoiles d'Alpha du Centaure.

Dans le précédent article ci-dessous, via une animation, Futura mentionnait d'ailleurs l'existence du mythique ouvrage Vaisseaux de l'espace de l'an 2000 à l'an 2100, de Stewart Cowley. Avec des illustrations de peintres, ce livre, le premier d'une série, 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. Regroupant ces illustrations à la façon d'un livre d'histoire présentant des avions de la seconde guerre mondiale (l'ouvrage date de 1978), il laisse songeur quand on pense aux dernières découvertes sur les exoplanètes.

Superposition d’une vue du ciel austral, acquise par le télescope de 3,6 mètres de l’ESO à l’observatoire de La Silla au Chili, et d’images de l’étoile Proxima Centauri (angle inférieur droit) et du système d’étoiles double Alpha Centauri AB (angle inférieur gauche) acquises par le télescope spatial Hubble. Proxima Centauri est l’étoile la plus proche du Système solaire. Elle est l’hôte de la planète Proxima b, découverte au moyen de l’instrument Harps qui équipe le télescope de 3,6 mètres de l’ESO. © Y. Beletsky (LCO), ESO, Esa, Nasa, M. Zamani

Proxima Centauri c, une cible pour l'imagerie directe des exoplanètes

Toutefois, Proxima Centauri étant une naine rouge de type M et Proxima Centauri c orbitant environ 5 ans autour de son soleil, on peut montrer que sa température d'équilibre de surface, en l'absence d'une atmosphère, est de seulement 40 kelvins (l'azote est liquide avec un point d'ébullition à 77,36 kelvins sur Terre). Difficile d'envisager une forme de vie dans ces conditions, sauf à imaginer un scénario similaire à celui proposé par des exobiologistes pour Europe, la lune glacée de Jupiter.

Enfin, comme l'explique l'un des auteurs de cette découverte, Hugh Jones, professeur d'astrophysique à l'université du Hertfordshire (UK), il n'est pas totalement exclu que le signal périodique extrait des données de Harps ne soit en fait qu'un produit de l'activité périodique de l'étoile Proxima Centauri, tout comme le Soleil possède un cycle de tache solaire de 11 ans modifiant sa luminosité.

Les chercheurs expliquent cependant que les données astrométriques de Gaia concernant la vitesse de Proxima Centauri devraient permettre, combinées avec celles de Harps, de rendre beaucoup plus solide la découverte de Proxima Centauri c. Surtout, du fait de sa relative grande distance à son étoile, la superterre devrait pouvoir être imagée directement avec la prochaine génération de grands télescopes au sol (comme l'Extremely Large Telescope), voire dans l'espace. Il n'est en effet pas possible pour le moment d'obtenir un résultat comparable à celui concernant Bêta Pictoris b.

La découverte de l'exoplanète Proxima Centauri b, située autour de Proxima Centauri, est analogue à celle de Proxima Centauri c. 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 ». © European Southern Observatory (ESO)

  • L'existence d'une deuxième exoplanète autour de l'étoile Proxima centauri, à seulement 4,2 années-lumière du Soleil environ, a été annoncée.
  • La découverte de Proxima Centauri c demandera sans doute à être consolidée mais il s'agirait d'une superterre, malheureusement pas dans la zone d'habitabilité comme c'est le cas pour Proxima Centauri b.
  • Détectée par la méthode des vitesses radiales, elle pourrait être imagée avec la prochaine génération de grands télescopes.
  • Estimée à environ 8 fois celle de la Terre, sa masse est encore incertaine. Elle serait par contre à 1,5 unité astronomique de son soleil, une étoile de type M.
Pour en savoir plus

Alpha centauri Bb : y a-t-il une superterre à 4,3 années-lumière ?

Article de Laurent Sacco publié le 14/03/2015

Alpha Centauri Bb est une exoplanète en orbite autour de l'étoile Alpha du Centaure B, située à environ 4,3 années-lumière du Soleil. Sa masse exacte, au moins égale à celle de la Terre, est encore indéterminée. Toutefois, des astronomes pensent qu'il ne s'agit pas d'une géante gazeuse mais plutôt d'une superterre... De quoi faire rêver tous les amateurs de science-fiction.

Alpha du Centaure est un système triple, avec deux étoiles proches l'une de l'autre, Alpha du Centaure A et B, à 4,36 années-lumière de la Terre et une troisième, Alpha du Centaure C -- ou encore Proxima du Centaure --, à 4,22 années-lumière. Ce système a fait rêver les exobiologistes et les auteurs de science-fiction depuis longtemps en raison des caractéristiques particulières des étoiles de son système double. Alpha Centauri A, comme on l'appelle aussi, est une étoile de type spectral G2, c'est-à-dire très semblable au Soleil, quoiqu'un peu plus grande et plus lumineuse. Alpha Centauri B est, quant à elle, un peu moins lumineuse et de type spectral K1. Elle aussi est donc d'un type proche du Soleil. Toutes deux orbitent l'une autour de l'autre sur une période de 80 ans, leur éloignement variant de 11,2 à 35,6 UA (unités astronomiques).

Ces rêves se sont rapprochés de la réalité lorsque des astronomes ont annoncé en 2012 avoir découvert une exoplanète par la méthode des vitesses radiales autour d'Alpha du Centaure B. Malheureusement, comme à chaque fois avec la découverte d'une exoplanète de cette façon, en l'absence de transits planétaires, la masse de l'astre détecté reste en partie indéterminée, car l'on ne sait pas sous quel angle est vue l'orbite de l'exoplanète.

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. Regroupant 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 lui donnent 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 d'Alpha du Centaure B. Hélas, celle-ci est bien trop chaude pour être habitable. Des images de synthèse donnent vie aujourd'hui aux vaisseaux des guerres d'Alpha du Centaure. © Adrian Mann, Vimeo

Une masse comprise entre 1,1 et 2,7 masses terrestres

La masse d'Alpha Centauri Bb (en abrégé : α Cen Bb) pouvait ainsi être comprise entre 1,1 fois celle de la Terre jusqu'à celle de Jupiter. Pour tenter d'y voir plus clair, une équipe d'astronomes a modélisé sur ordinateur le système triple d'Alpha du Centaure pour l'étudier en utilisant tout l'arsenal de la mécanique céleste moderne. Les chercheurs ont été jusqu'à prendre en compte les corrections post-newtoniennes qu'imposent les équations de la relativité générale aux mouvements des astres ainsi que les effets, entre autres, du fameux mécanisme de Kozai. De cette façon,leur but était de tenter de poser des contraintes sur les valeurs autorisées de l'inclinaison du plan de l'orbite de α Cen Bb et donc de réduire l'indétermination de la valeur de sa masse.

Les résultats de ces recherches ont été exposés dans un article en accès libre sur arxiv. Il semble maintenant probable que la masse de α Cen Bb soit inférieure à 2,7 masses terrestres ce qui en ferait, dans le pire des cas, une superterre et non une Jupiter ou une Neptune chaude. En effet, l'exoplanète située à environ 0,042 UA de son étoile, son orbite est bouclée en 3,24 jours, serait un monde infernal où les températures sont suffisantes pour faire fondre le plomb. Cependant, cela n'exclut pas que d'autres planètes telluriques qui seraient habitables puissent exister autour d'Alpha du Centaure B.

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