En 2016, des astronomes travaillant pour l'Observatoire européen austral (ESO) ont confirmé l'existence d'une planète terrestre autour du plus proche voisin stellaire de la Terre, Proxima Centauri. La découverte de cette planète extrasolaire toute proche (Proxima b) n'a pas manqué d'enthousiasmer car, en plus d'être de taille similaire à la Terre, il a été trouvé en orbite dans la zone habitable (HZ) de l'étoile.

Grâce à une équipe dirigée par l'INAF, une deuxième exoplanète (une super-Terre) a été découverte au début de cette année autour de Proxima Centauri en utilisant la méthode de la vitesse radiale. Basé sur la séparation entre les deux planètes, une autre équipe dirigée par l'INAF a tenté d'observer cette planète à l'aide de la méthode d'imagerie directe. Bien qu'il ne soit pas entièrement réussi, leurs observations soulèvent la possibilité que cette planète ait un système d'anneaux autour d'elle, un peu comme Saturne.

Pour le plaisir de leur étude, récemment paru dans la revue Astronomie &Astrophysique , l'équipe s'est appuyée sur les données obtenues par l'instrument Spectro-Polarimetric High Contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO. Ce système d'optique adaptative extrême et cette installation de coronographie sont dédiés à la caractérisation des systèmes d'exoplanètes aux longueurs d'onde optiques et proche infrarouge.

Pendant des années, SPHERE a révélé l'existence de disques protoplanétaires autour d'étoiles lointaines, quelque chose qui est extrêmement difficile à faire avec des optiques conventionnelles. Cependant, cet ensemble particulier de données a été collecté au cours de l'enquête SpHere INfrared pour les exoplanètes (SHINE) sur quatre ans, où SPHERE a été utilisé pour imager 600 étoiles proches dans le spectre proche infrarouge.

S'appuyant sur le contraste élevé et la résolution angulaire élevée de SPHERE, le but de cette enquête était de caractériser de nouveaux systèmes planétaires et d'explorer comment ils se sont formés. Un de ces systèmes était Proxima Centauri, une étoile de faible masse de type M (naine rouge) située à seulement 4,25 années-lumière de notre système solaire. Au moment de l'enquête, qui allait de à , l'existence de Proxima c n'était pas encore connue.

Comme Proxima b, Proxima c a été découvert en utilisant la méthode Radial Velocity (aka. Doppler Spectroscopy). Cela consiste à mesurer le mouvement de va-et-vient d'une étoile (ou « oscillation ») pour déterminer si elle est influencée par l'influence gravitationnelle d'un système de planètes. Cependant, l'équipe était convaincue que si Proxima c produisait un signal suffisamment important dans l'infrarouge, SPHERE l'aurait détecté.

Comme l'équipe - qui était dirigée par Raffael Gratton de l'Observatoire astronomique de Padoue - a expliqué leurs méthodes dans leur étude :« Nous avons cherché une contrepartie dans les images SPHERE acquises pendant quatre ans grâce à l'enquête SHINE. mouvement orbital de la planète, nous avons utilisé une méthode qui suppose l'orbite circulaire obtenue à partir des vitesses radiales et exploite la séquence d'observations acquises au voisinage de la quadrature de l'orbite. Nous avons vérifié cela avec une approche plus générale qui considère le mouvement képlérien, Empileur K."

Malheureusement, les données SPHERE n'ont révélé aucune détection claire de Proxima c. Ce qu'ils ont trouvé était un signal candidat qui avait un fort rapport signal sur bruit et que l'orientation de son plan orbital correspondait bien à une image précédente prise à l'aide de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array's (ALMA).

Cependant, ils ont également noté que sa position et son mouvement orbital (alias signal astrométrique) n'étaient pas cohérents avec ce qui avait été observé par la mission Gaia de l'ESA. Durer, mais pas des moindres, ils ont découvert que le candidat avait une luminosité apparente (alias flux) étonnamment élevée sur une planète en orbite autour d'une étoile naine rouge. À cause de ce, l'équipe n'a pas pu dire avec certitude si ce qu'elle a observé était bien Proxima c.

Cependant, ce dernier point a soulevé une autre possibilité que l'équipe a dû considérer, que la luminosité inhabituelle peut être le résultat d'un matériau circumplanétaire. En d'autres termes, ils théorisent que la luminosité pourrait être causée par un système d'anneaux autour de Proxima c, qui rayonnerait de la lumière supplémentaire dans le spectre infrarouge et contribuerait à la luminosité totale. Comme ils l'expliquent :

"Dans ce cas, nous envisageons soit un système d'anneaux visibles, ou la production de poussières par collisions au sein d'un essaim de satellites, ou l'évaporation de la poussière augmentant la luminosité de la planète. Ce serait inhabituel pour les planètes extrasolaires, avec Fomalhaut b, pour lequel il n'y a pas de détermination dynamique de la masse, comme le seul autre exemple possible."

Cela fait de Proxima c une cible de choix pour les études de suivi utilisant des mesures de vitesse radiale, imagerie proche infrarouge, et d'autres méthodes. En outre, des télescopes de nouvelle génération comme le Thirty Meter Telescope (TMT), le télescope géant de Magellan (GMT), et l'Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO, sera bien adapté pour effectuer des relevés d'imagerie directe de ce système pour détecter Proxima c.

Quoi de plus, si les astronomes parviennent à confirmer que le candidat vu ici était Proxima c, alors Breakthrough Starshot voudra probablement entrer dans l'action! Pendant des années, cette organisation a travaillé dans le but d'envoyer un wafercraft à l'échelle du gramme vers le système Alpha Centauri au moyen d'une propulsion à énergie dirigée. Depuis la découverte de Proxima b, il a également été question de faire un survol de Proxima Centauri.

Non seulement ce vaisseau spatial pourrait-il voir de près Proxima b, il pourrait également passer par Proxima c et obtenir des instantanés de la planète et de son (possible) système d'anneaux. Indépendamment, si les conclusions de l'équipe sont confirmées, ce sera la première fois qu'une imagerie directe d'une planète découverte à partir de mesures de vitesse radiale a été réalisée et la deuxième fois où des réflexions de matière circumplanétaire se sont produites (après Fomalhaut b).

Dans tous les cas, ces résultats pourraient avoir des implications importantes pour les études futures et la caractérisation de Proxima Centauri.