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Une planète jumelle de la Terre dans la zone habitable de l’étoile la plus proche du Soleil.

Une équipe d’astronomes a découvert une planète comparable à la Terre orbitant autour de Proxima Centaure en un peu plus de 11 jours. Cette planète se trouve à une distance de son étoile qui permettrait à l’eau de rester à l’état liquid.

This artist’s impression shows a view of the surface of the planet Proxima b orbiting the red dwarf star Proxima Centauri, the closest star to the Solar System. The double star Alpha Centauri AB also appears in the image. Proxima b is a little more massive than the Earth and orbits in the habitable zone around Proxima Centauri, where the temperature is suitable for liquid water to exist on its surface.

Impression d’artiste montrant la surface de Proxima b en orbite autour de la naine rouge Proxima Centaure. L’étoile double Alpha Centaure est également visible sur l’image (Credit ESO).

Proxima Centaure est une naine rouge située à 4 années lumière de la Terre et est une des étoiles de petite masse les mieux étudiées. Guillem Anglada-Escudé et ses collègues ont dans un premier temps analysé les mesures faites par HARPS et UVES entre 2000 et 2014. Malgré des résultats peu convaincants ils avaient acquis la certitude que « quelque chose » existait autour de Proxima. « Les résultats obtenus avec une même quantité de points étalés sur une dizaine d’année ou sur quelques semaines sont complètement différents » explique Chritophe Lovis, astronome et membre du NCCR PalnetS « l’activité de l’étoile peut nous induire en erreur si les mesures sont trop espacés ». L’équipe d’astronomes a donc décidé d’obtenir des points beaucoup plus rapprochés et ont réussi à convaincre l’ESO de faire une mesure de Proxima toutes les nuits pendant 3 mois.

« Le signal obtenu est cette fois évident et convainquant », considère Christophe Lovis, « nous ne sommes toutefois pas complètement étrangers à cette découverte puisque les auteurs ont utilisé HARPS, un instrument et son software de réduction développés à l’Observatoire de Genève ». Un software qu’ils ont du toutefois adapter à la mesure de naines rouges puisque celui-ci est conçu pour des étoiles brillantes dont le spectre est moins riche en raies.

 

This infographic compares the orbit of the planet around Proxima Centauri (Proxima b) with the same region of the 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.

Comparaison entre l’orbite de Proxima b avec celle de Mercure dans le système solaire. Proxima Centaure est plus petite et plus froide que le Soleil et l’orbite de sa planète est beaucoup plus proche que ne l’est celle de Mercure du Soleil (credit ESO).

Une planète de 1.3 masses terrestres dans la zone habitable de l’étoile la proche du Soleil, cette découverte ne manquera pas de soulever l’enthousiasme. « Les conditions sont telles que l’eau peut être liquide, mais rien n’est encore sur » assure Christophe Lovis, car il y a de fortes chances que la planète soit synchronisée avec son étoile, c’est à dire qu’elle lui montre toujours la même. Il est donc probable qu’elle ait une face chaude et une face froide.

Des simulations faites par l’ESO montrent que dans le cas de la rotation synchrone la température de la planète qui aurait une atmosphère terrestre pourrait atteindre 40 degrés sur la face exposée au soleil et -60 degrés sur la face à l’ombre.

 

 

D’autre part, comme toutes les étoiles M, Proxima émet fortement dans le rayonnement X, et bien que sa luminosité totale ne représente que 0,17% de celle du Soleil elle rayonne comme lui dans le domaine X. Située à 5% de la distance Terre-Soleil de son étoile, Proxima b reçoit un rayonnement X environ 400 fois plus intense que la Terre. Un bombardement difficilement compatible avec l’émergence de la vie à moins que la planète ne possède une atmosphère protectrice. « C’est possible », déclare Christophe Lovis, « plus massive que la Terre cette planète peut maintenir une atmosphère même si le rayonnement de l’étoile aurait tendance à la souffler. On peut imaginer un mécanisme qui alimente l’atmosphère, une sorte de dégazage de la surface ». Un mécanisme qui maintiendrait une densité atmosphérique suffisante pour protéger la surface de la planète du rayonnement dangereux.

Une atmosphère, si elle existe, qui sera difficile à détecter. Un des moyens imaginés consiste à séparer visuellement la planète de son étoile avec un instrument comme SPHERE par exemple puis de prendre les spectres des deux objets. Celui de la planète sera forcément mélangé à celui de l’étoile mais légèrement décalé en longueur d’onde à cause de son mouvement autour de l’étoile. On pourrait donc soustraire le spectre de l’étoile de celui de la planète et obtenir le spectre de la planète seule. Une technique qui devrait permettre d’identifier certains éléments chimiques de l’atmosphère. « Cette méthode se situe à la limite de l’instrumentation » explique Christophe Lovis, « c’est d’ailleurs une des raisons pour lesquelles le E-ELT sera construit ».

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