Une exoplanète ancienne 'super-Terre' découverte en orbite autour d'une étoile

L'étoile simple la plus proche du soleil héberge apparemment une grande planète glacée.

Les astronomes ont trouvé des preuves solides d'un monde extraterrestre glacial environ 3,2 fois plus massif que l'étoile de Barnard entourant la Terre, un nain rouge pâle situé à seulement 6 années-lumière du soleil. L'étoile de Barnard est le voisin le plus proche de notre soleil, mis à part le système Alpha Centauri à trois étoiles, situé à environ 4,3 années-lumière.

Le monde récemment détecté, connu sous le nom de Barnard's Star b, reste pour le moment candidat à la planète. Mais les chercheurs qui l'ont repéré sont convaincus que la planète extraterrestre sera finalement confirmée. [Barnard’s Star b: What We Know About the “Super-Earth’ Candidate]

"Après une analyse très minutieuse, nous sommes convaincus à 99% que la planète est là", a déclaré Ignasi Ribas, de l'Institut d'études spatiales de Catalogne et de l'Institut des sciences de l'espace en Espagne, dans un communiqué.

"Cependant, nous allons continuer à observer cette étoile en mouvement pour exclure les variations naturelles possibles, mais improbables, de la luminosité stellaire qui pourrait se faire passer pour une planète", a ajouté Ribas, principal auteur d'une nouvelle étude annonçant la détection de la maladie de Barnard. Étoile b. Cette étude a été publiée en ligne aujourd'hui (14 novembre) dans la revue Nature.

L'étoile b de Barnard, si elle est confirmée, ne sera pas l'exoplanète la plus proche de la Terre. Cette désignation est détenue par Proxima b, un monde à peu près de la taille de la Terre, qui tourne autour de Proxima Centauri, l’un des trios des Alpha Centauri.

Le télescope spatial Kepler de la NASA a montré que les petites planètes sont courantes dans la galaxie de la Voie Lactée. Ensemble, Proxima b et Barnard's Star b suggèrent fortement que de tels mondes "sont également courants dans notre voisinage", a déclaré à Space.com Johanna Teske, co-auteur de l'étude, du Département du magnétisme terrestre de la Carnegie Institution for Science à Washington, DC . "Et c'est super excitant."

Un voisin quasi solaire

Barnard's Star doit son nom à l'astronome américain E.E. Barnard, qui découvrit en 1916 la rapidité mentionnée par Ribas. Aucune autre étoile ne se déplace plus rapidement dans le ciel terrestre que l'étoile de Barnard, qui parcourt environ la largeur de la pleine lune tous les 180 ans. [Gallery: The Strangest Alien Planets]

Ce mouvement apparent sans précédent est une conséquence de la proximité de l'étoile de Barnard et de sa vitesse élevée (sans atteindre un record) de 310 000 km / h (500 000 km / h) par rapport au soleil.

Et Barnard's Star se rapproche de nous chaque jour: dans environ 10 000 ans, le nain rouge prendra la relève du système Alpha Centauri. À cette époque, seulement 3,8 années-lumière sépareront l'étoile de Barnard du soleil.

L'étoile de Barnard est environ deux fois plus vieille que le soleil de la Terre, avec un sixième de masse et 3% de lumière. Comme l'étoile de Barnard est si sombre, sa "zone habitable" – la plage de distances où l'eau liquide peut être possible à la surface du monde – est extrêmement proche. En effet, les chercheurs estiment que cette zone est un éclat situé entre 0,06 UA et 0,10 UA de l’étoile. (Une unité astronomique, ou unité astronomique, correspond à la distance Terre-Soleil – environ 93 millions de milles, ou 150 millions de kilomètres).

Le concept de zone habitable est bien sûr délicat. Pour mesurer la véritable habitabilité d'un monde, il faut, entre autres caractéristiques, bien connaître sa composition atmosphérique et son épaisseur. Et de telles informations sont difficiles à obtenir pour les exoplanètes.

Une longue recherche

Barnard's Star est depuis longtemps une cible des chasseurs d'exoplanètes, mais leurs recherches sont toujours restées vides – jusqu'à maintenant.

Et la nouvelle détection n'a pas été facile: Ribas et son équipe ont analysé d'énormes quantités de données, à la fois archivistiques et nouvellement collectées, avant de déterrer enfin Barnard's Star b.

Ils ont utilisé la méthode de la "vitesse radiale", qui recherche les modifications de la lumière des étoiles causées par le remorqueur gravitationnel d'une planète en orbite. De tels remorqueurs font légèrement osciller une étoile, déplaçant sa lumière vers les longueurs d'onde rouges par moments et vers l'extrémité bleue du spectre chez d'autres, vue de la Terre. [7 Ways to Discovery Alien Planets]

"Nous avons utilisé les observations de sept instruments différents, couvrant 20 années de mesures, ce qui en fait l'un des ensembles de données les plus vastes et les plus complets jamais utilisés pour les études de vitesse radiale précise", a déclaré Ribas dans le même communiqué. "La combinaison de toutes les données a conduit à un total de 771 mesures – une énorme quantité d'informations!"

Jamais auparavant la méthode de la vitesse radiale n'avait été utilisée pour trouver une si petite planète sur une orbite aussi lointaine, ont déclaré les membres de l'équipe d'étude. (Les grandes planètes rapprochées entraînent plus puissamment leurs étoiles hôtes et provoquent par conséquent des décalages de lumière plus spectaculaires et plus facilement détectables.)

Ces sept instruments étaient le HARPS (Search Radial Velocity Planet Searcher) de haute précision, à l’observatoire La Silla de l’Observatoire européen austral (ESO) au Chili; le spectrographe d'échelle ultraviolette et visuelle sur le très grand télescope, à l'observatoire Paranal de l'ESO au Chili; HARPS-North, au télescope national Galileo, dans les îles Canaries; le spectromètre Echelle haute résolution, au télescope Keck de 10 mètres à Hawaii; le spectrographe Planet Finder du Carnegie Institute, au télescope de 6,5 m de Magellan à l'observatoire de Las Campanas au Chili; le chercheur automatique de planètes au télescope de 2,4 m de l'observatoire Lick de l'Université de Californie; et & CARMENES, à l'observatoire de Calar Alto en Espagne.

Les chercheurs ont également détecté des allusions à une autre planète possible dans le système, en orbite plus éloignée que l'étoile de Barnard plus éloignée, avec une période orbitale de 6 600 jours terrestres. Mais ce deuxième signal est trop faible pour être considéré comme candidat à la planète, a déclaré Teske.

"Il n'y a pas assez de données", a-t-elle déclaré à Space.com.

Une super-terre glacée

L'étoile b de Barnard est au moins 3,2 fois plus massive que notre propre planète, ce qui en fait une "super-Terre" – la classe de mondes considérablement plus grands que la Terre mais plus petits que des "géants de la glace" tels que Neptune et Uranus.

La nouvelle étude indique que la nouvelle planète candidate se situe à 0,4 UA de son étoile hôte et effectue une orbite tous les 233 jours sur Terre.

Cette distance orbitale est similaire à celle du mercure traité par rayonnement dans notre propre système solaire. Mais, comme l’étoile de Barnard est si sombre, la planète potentielle se situe tout autour de la "ligne de neige" du système – la région où des matières volatiles telles que l’eau peuvent se condenser en glaces solides.