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Le système stellaire le plus proche de la Terre est l’une des cibles les plus intensivement à étudier dans la galaxie. Les astronomes ont mesuré les caractéristiques minuscules de l’étoile pendant des décennies, à la recherche de signes de planètes en orbite, et au fil des années, des indices d’un monde orbitant autour de l’étoile ont été glanés ici et là, mais rien n’a jamais été considéré comme concluant.

Une nouvelle exoplanète

Cependant, maintenant les astronomes ont finalement révélé de forts signes que l’étoile de Barnard, à seulement six années-lumière d’ici, a une ou plusieurs planètes en orbite autour d’elle.
Une équipe de chercheurs de l’Institut de recherche sur les exoplanètes Red Dots a publié aujourd’hui dans Nature une étude qui compile plus de 20 ans d’observations de l’étoile. Ce travail a attiré un candidat planétaire assez inhabituel: une planète super-froide, environ 3,2 fois la masse de la Terre, qui entoure son étoile tous les 233 jours.

planète-3Représentation artistique de la planète de l’étoile de Barnard sous la lumière orange teintée de l’étoile. (IEEC / Science-Wave – Guillem Ramisa)

Une petite naine rouge

L’étoile de Barnard, une petite naine rouge, qui a longtemps été une cible de choix pour la chasse à la planète. De 1963 à 1972, l’étoile a été largement considéré comme l’hôte d’un ou plusieurs géants gazeux, ce qui explique certaines des premières revendications de la planète extrasolaire qui a reçu une large attention. les ”planètes », cependant, ont fini par n’être rien de plus qu’un problème d’instrumentation avec l’observatoire de Sproul à Swarthmore, en Pennsylvanie, dont le directeur, Peter van de Kamp, a d’abord revendiqué l’existence de planètes autour de l’étoile.
Cependant, depuis ce temps, de chasseur de planète après chasseur de planète, ont pointé leurs télescopes vers l’étoile pour la détection des signes de n’importe quoi hors de l’ordinaire. Bien que l’étoile de Barnard soit le deuxième système stellaire le plus proche de la Terre, après les trois étoiles du système Alpha Centauri, les astronomes ont continué à revenir les mains vides jusqu’à ce que de nombreuses années de données aient pu être acquises.
Maintenant, cette super-Terre, est la deuxième plus proche exoplanète connue de la Terre après Proxima Centaur b. ”En fin de compte, nous croyons assez fermement que l’objet est là », explique Ignasi Ribas de l’Institut de Ciències de l’Espai et l’auteur principal de cette recherche. “Nous devons toujours rester un peu prudents et, bien sûr, davantage de données devraient renforcer les arguments en sa faveur, mais nous étions suffisamment sûrs que nous étions disposés à aller de l’avant avec cette publication.”
Une partie du défi de trouver cette planète vient de la méthode utilisée par les astronomes: la vitesse radiale (RV). Cette méthode de la vitesse radiale cherche les changements gravitationnels qu’une planète pousse ou tire sur son étoile. Cette méthode est excellente pour trouver de grandes planètes, et a été effectivement utilisée pour trouver de plus petites planètes voisines comme Proxima Centauri b – mais pour trouver de petites planètes lointaines, c’est une matière entièrement différente.
L’étoile B de Barnard, maintenant nommée ainsi, provoque seulement un changement de 1,2 mètre par seconde à la vitesse radiale de son étoile. Les premières planètes découvertes par la méthode RV ont provoqué des changements de 13 mètres par seconde, ce qui fait de ce signal moins de 10% de la force des autres découvertes.
Cullen Blake, un professeur de l’Université de Pennsylvanie qui n’a pas participé à cette recherche, explique que certaines données de RV pourraient avoir été brouillé par l’activité stellaire de l’étoile. Néanmoins, le simple nombre d’observations constitue un cas assez convaincant que la planète est bel et bien là.

Un candidat très fort en termes de signification statistique

“Il semble qu’il y ait un bruit important en matière d’activité stellaire qu’ils ont modélisées”, dit-il. “Ce candidat est très fort en matière de signification statistique.” Les premiers indices que la planète de Barnard était là et venaient en 2015, lorsque l’un des coauteurs de l’article, Mikko Tuomi, a examiné les données existant de la vitesse radiale de l’étoile et a trouvé quelque chose de changeant selon une période de 233 jours.
Ribas et son équipe ont utilisé 800 observations différentes de l’étoile de Barnard pour chasser l’incertitude que la planète existait réellement. Après avoir rassemblé des dizaines d’années de données, l’existence de l’étoile B de Barnard semble assez certaine -bien que l’équipe de Red Dots, toujours prudente, la qualifie encore de planète candidate.

image-étoile-de-bernardReprésentation graphique des distances relatives aux étoiles les plus proches du soleil. L’étoile de Barnard est la deuxième étoile la plus proche de nous. (IEEC / Science-Wave – Guillem Ramisa)

Les chercheurs ont également trouvé quelque chose d’autre dans les données: de faibles preuves d’une autre planète, qui serait connue sous le nom de l’étoile de Barnard C. Cette deuxième planète fantomatique du système, si elle existe, est estimée à avoir une longue période orbitale et aurait environ la masse de Neptune. Le signal pour la planète gazeuse est encore plus difficile à prouver, cependant, sa période de 10 ans signifie qu’elle produit un signal plus faible. Il est intéressant de noter, que les mesures placent la planète à une période similaire à celle de van de Kamp; des revendications dans les années 1960.
Van de Kamp pensait avoir vu au moins deux planètes, l’une dans une orbite de 12 ans et l’autre dans une orbite de 25 ans, toutes deux autour de la masse de Jupiter. Les indices provenaient de signaux astrométriques, qui cherchaient la déviation dans le chemin d’une étoile à partir d’une ligne centrale en raison de l’influence d’une planète invisible.

Une planète qui aurait 15 masses terrestres

Ce nouveau signal, d’autre part, semble indiquer quelque chose d’environ 15 masses terrestres, qui est peu susceptible de montrer un signal astrométrique perceptible de la Terre. Le nouvel article mentionne que Gaia, un observatoire astrométrique basé dans l’espace, pourrait être en mesure de confirmer cette planète. En raison de sa taille, la planète fait environ 3 à 4 mètres par seconde de changement de vitesse radiale – ce qui plus fort que l’autre candidate planétaire, mais sans le nombre d’observations pour exclure une explication alternative.
”Nous ne prétendons pas qu’il s’agisse d’un lien quelconque avec les planètes astrométriques de van de Kamp », dit Ribas. Il note cependant qu’il s’agit d’une coïncidence intéressante. “Nous observons certaines variations. Les étoiles sont connues pour montrer des cycles d’activité, donc cela pourrait être un cycle d’activité stellaire plutôt qu’une planète.”
La période de 233 jours pour ce monde, est bien au-delà de la zone habitable de son étoile. Bien que cette planète soit plus proche de son étoile que la Terre ne l’est du soleil, L’étoile de Barnard est très petite et froide en comparaison avec la nôtre. La planète tourne autour d’une zone connue sous le nom de “ligne de glaces”, où les corps rocheux tendent à céder la place à des corps plus froids. Le document dit également qu’il n’y a aucune preuve de quoi que ce soit autour de la masse de cette Terre dans la zone habitable de l’étoile de Barnard – bien que des objets d’une « masse-Mars » n’aient pas été exclus.
Mais même si ce monde est trop froid pour que la vie telle que nous la connaissons existe, il marque une découverte intrigante car la planète est beaucoup plus éloignée de son étoile hôte que d’autres planètes en orbite autour de petites naines rouges (comme Proxima Centauri b, qui a une période de seulement 11 jours).

Elle sera bientôt l’étoile la plus proche de notre soleil

Du point de vue de l’exploration, cette planète est plus proche que n’importe quelle exoplanète connue sauf une, et dans 10 000 ans l’étoile de Barnard aura suffisamment voyagé pour devenir l’étoile la plus proche de notre soleil. Les physiciens réfléchissent déjà à des moyens de lancer une sonde miniature vers Proxima Centauri b, à environ 4,2 années-lumière d’ici – et dans l’avenir, l’étoile B de Barnard pourrait devenir une autre cible.
”J’ai le sentiment que ces choses sont probablement assez communes, mais les observer est beaucoup plus difficile », explique Blake au sujet de planètes éloignées, petites et de longue durée comme l’étoile B de Barnard. “Je pense qu’il y aura d’autres campagnes de recherches comme celle-ci.”
Source : Smithsonian