Les astronomes ont découvert une autre exoplanète candidate en orbite autour de notre voisine Proxima Centauri. Un article annonçant ces résultats vient d'être publié dans la revue Avancées scientifiques . Si confirmé, ce sera la deuxième exoplanète découverte en orbite autour de l'étoile.

C'était une grande nouvelle en 2016 lorsque les astronomes ont découvert une planète en orbite autour de Proxima Centauri (PC), l'étoile la plus proche de notre soleil. Cette planète, nommé Proxima b, est potentiellement habitable, et à l'époque, il y avait des spéculations que nous pourrions envoyer un explorateur robotique là-bas en seulement quelques décennies. La découverte d'une seconde planète, même s'il est probablement trop loin de son étoile pour l'eau liquide, intensifie l'intérêt pour le système PC.

Les découvreurs de cette nouvelle planète, Proxima c, dire que des observations de suivi sont nécessaires pour le confirmer en tant que planète. Les changements dans l'activité stellaire de Proxima Centauri ont indiqué la présence d'une autre planète. Mais ils disent aussi que les données dont ils disposent ne peuvent être expliquées en termes d'activité stellaire elle-même. En raison de sa proximité, et aussi sa séparation angulaire de l'étoile, c'est un candidat de choix pour les observations de suivi - et même l'imagerie - avec les télescopes de nouvelle génération.

La masse de Proxima c est environ la moitié de celle de Neptune et son orbite est environ 1,5 fois celle de la Terre. Sa température est d'environ -200 C, s'il n'y a pas d'atmosphère. Proxima Centauri a fait l'objet d'un examen astronomique intense au cours des dernières années, et cela a exclu la présence de planètes de la taille de Jupiter entre 0,8 et 5+ unités astronomiques de l'étoile. Mais trouver Proxima c est toujours surprenant, parce que sa présence remet en question nos modèles sur la façon dont les super-Terres se forment et évoluent.

L'auteur principal de cette étude est Mario Damasso de l'Observatoire d'astrophysique INAF de Turin, Italie. L'étude est intitulée "Une planète candidate de faible masse en orbite autour de Proxima Centauri à une distance de 1,5 UA". Il a été publié le 15 janvier 2020.

Hugh Jones, professeur d'astrophysique à l'université Hertfordshire, a également participé à l'étude. Dans un article de The Conversation, Jones a souligné à quel point il peut être difficile de séparer les données montrant la présence d'une planète, à partir de données montrant l'activité stellaire de l'étoile hôte. "Tout comme notre soleil, Proxima a des taches causées par des régions d'activité magnétique intense qui se déplacent dans et hors de vue, changeant d'intensité sur une variété d'échelles de temps. Ces caractéristiques doivent être prises en compte lors de la recherche de signaux planétaires."

Même si l'activité stellaire ne correspond pas aux données, les découvreurs sont prudents jusqu'à ce que les observations de suivi puissent confirmer ou infirmer la présence de Proxima c, et exclure définitivement l'activité stellaire.

La découverte de cette nouvelle exoplanète candidate est contenue dans ce nouvel article, mais l'histoire remonte à quelques années.

Plusieurs équipes de scientifiques ont parcouru Proxima Centauri à la recherche d'exoplanètes. Une grande partie de leur travail dépendait des données de vitesse radiale, notamment de l'ESO HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher.) Etude par étude, les astronomes ont exclu la présence de certaines planètes à gamme de masse dans certaines gammes d'UA de PC.

Une étude de 1999 a exclu la présence de planètes au-delà de 1700 UA de PC, car PC lui-même est en orbite autour d'Alpha Centauri AB. Une étude de 2019 a fixé une limite supérieure de 0,3 masse de Jupiter pour toute planète à moins de 10 UA de PC. Cette même étude a exclu la présence de planètes entre 10 et 50 UA dans la gamme de masse 0,3 à 8 masses de Jupiter. D'autres études mettent plus de contraintes.

Mais les astronomes savent aussi que les naines rouges hébergent plus de petites planètes que les autres types d'étoiles. Alors ils ont continué à chercher.

Pouvons-nous vraiment y envoyer un vaisseau spatial ?

La Breakthrough Starshot Initiative (BSI) pense pouvoir envoyer un minuscule vaisseau spatial à Proxima Centauri.

Lorsque l'exoplanète Centauri b a été découverte en 2016, le BSI s'est mis au travail. Ils pensent qu'ils peuvent envoyer un nano-engin spatial avec des caméras à moins d'une UA de la planète et renvoyer des images beaucoup plus détaillées que ce que nous pouvons espérer obtenir avec n'importe quel télescope. Ils disent qu'ils devraient pouvoir retourner des images montrant les continents et les océans. Sur leur site internet, BSI dit "Pour obtenir une résolution comparable avec un télescope spatial en orbite terrestre, le télescope devrait avoir un diamètre de 300 km."

Mais même si PC est "proche" en termes astronomiques, c'est encore à une distance immense. A 4,2 années-lumière, il faudrait encore des décennies pour y arriver, voyageant à 20% de la vitesse de la lumière (environ 216, 000, 000 kilomètres par heure.) Actuellement, le vaisseau spatial le plus rapide est la sonde solaire Parker de la NASA, qui atteindra une vitesse de pointe de seulement 692, 000 km/h.

Mais que nous puissions ou non y installer un vaisseau spatial n'est qu'une partie de l'histoire. En raison de sa proximité, le système Proxima Centauri est un laboratoire observable pour comprendre d'autres systèmes solaires. Et sa présence et sa proximité pourraient stimuler le développement technologique nécessaire pour l'étudier plus en détail, ainsi que d'autres systèmes.

Comme Hugh Jones l'a dit dans son article sur The Conversation, "Finalement, la découverte de multiples signaux provenant de l'étoile la plus proche montre que les planètes sont plus courantes que les étoiles. Proxima représente un excellent emplacement pour comprendre les exoplanètes les plus proches et développer de nouvelles technologies pour mieux comprendre l'univers dans lequel nous vivons."

L'existence de Proxima c est problématique, ou au moins significatif, pour nos modèles de formation des planètes. Parmi les planètes super-terrestres autour d'étoiles de faible masse détectées par la vitesse radiale, Proxima c aurait à la fois la période la plus longue et la masse la plus faible. Ce serait également la distance la plus éloignée de son étoile mère que la ligne de gel dans le disque protoplanétaire d'origine. La ligne de gel était probablement à 0,15 UA.

Les auteurs disent qu'il est peu probable que Proxima c ait été expulsé de sa position initiale plus près de l'étoile en raison d'une certaine instabilité, "parce que son orbite est conforme à une circulaire, et en raison de l'absence de planètes plus massives sur une distance orbitale plus courte."

Dans leur papier, ils disent, "La formation d'une super-Terre bien au-delà de la limite des neiges remet en cause les modèles de formation selon lesquels la limite des neiges est un point idéal pour l'accrétion de super-Terres, en raison de l'accumulation de solides glacés à cet endroit."

Proxima Centauri est une étoile naine rouge, ou M nain. C'est à environ 4,2 années-lumière du soleil, ce qui en fait notre plus proche voisin. C'est la troisième étoile d'un système trinaire, avec l'étoile binaire Alpha Centauri AB. Proxima Centauri a environ 13 ans, 000 UA d'Alpha Centauri AB, et a été découvert en 1915.