Découverte d’une super-terre autour d’une étoile voisine du système solaire

Barnard b (ou GJ 699 b), exoplanète candidate de type Super-Terre, vient d’être découverte en orbite autour de l’étoile de Barnard, à seulement 6 années lumière de notre soleil (une année-lumière fait environ 9.460 milliards de km) selon une étude publiée le 15 novembre dans la revue Nature.

L’étoile de Barnard

L’étoile de Barnard, âgée de 7 à 12 milliards d’années, est la quatrième plus proche de nous après le système triple d’Alpha du Centaure et, par conséquent, l’étoile simple la plus proche. C’est une naine rouge, c’est-à-dire une étoile froide de faible masse.

Edward Emerson Barnard
Edward Emerson Barnard

L’étoile de Barnard a été découverte à la fin du XIX e siècle. Elle tient son nom de l’astronome Edward Emerson Barnard qui en 1916 découvrit que l’étoile possédait le mouvement propre le plus important du ciel. Le mouvement propre correspond au mouvement apparent des étoiles sur la sphère céleste vue de la Terre.

Peter van de Kamp
Peter van de Kamp

Peter Van de Kamp, un astronome néerlandais décida de l’observer à partir de 1938 afin de détecter d’éventuelles variations dans sa position. En 1963, il déclara avoir détecté des perturbations dans son mouvement propre. Il émit alors l’hypothèse qu’elles seraient dues à une ou plusieurs planètes de la taille de Jupiter.

En 1964, il précisa que cette planète ferait 1,6 fois la masse de Jupiter et aurait une orbite elliptique de 24 ans.  Puis, accumulant de plus en plus de données,  il affirma qu’il y aurait en réalité deux planètes autour de l’étoile, de respectivement 0,8 et 1,1 masses jovienne (masse de Jupiter).

Mais dès 1973, deux articles  réfutant cette théorie furent publiés : les astronomes George Gatewood et Heinrich Eichhorn essayèrent de retrouver les mêmes mesures mais en vain. Quelques mois plus tard, John L. Hershey suggéra que ces variations étaient le résultat de la maintenance du matériel d’observation. Travaillant dans le même observatoire que Peter Van de Kamp, il s’aperçut que cette anomalie arrivait chaque fois que la lentille du télescope était enlevée, nettoyée et replacée.

Finalement, malgré les nombreuses recherches, aucune exoplanète n’avait été découverte près de l’étoile de Barnard, jusqu’à aujourd’hui…

 

Découverte d’une super-terre

Vue d'artiste de la surface d'une super-terre en orbite autour de l'étoile de Barnard
Vue d’artiste de la surface d’une super-terre en orbite autour de l’étoile de Barnard

Une super-terre est une exoplanète dont la masse est comprise entre celle de la Terre et celle des planètes géantes, soit de une à cinq fois la masse de la terre pour la limite inférieure et dix fois la masse terrestre pour la limite supérieure.

La nouvelle super-terre découverte excède 3,2 masses terrestres et a un rayon entre 1,2 et 1,9 fois celui de notre planète. Elle est proche de son étoile (0,4  fois la distance séparant la Terre du Soleil) dont elle fait le tour en 233 jours mais, elle n’en reçoit que 2% de l’équivalent de l’énergie que la terre reçoit du soleil. En effet, l’étoile de Barnard, de faible masse, produit une luminosité d’à peine 0,0004 fois celle du soleil. Sombre et glacée, l’exoplanète n’est donc très probablement pas habitable.  Sa température pourrait bien atteindre les -170 °C de surface.

Il s’agit de la seconde exoplanète connue la plus proche de la Terre de nous après Proxima Centauri b, située à 4 années lumière de la Terre et découverte en orbite dans la zone habitable de Proxima du Centaure en 2016.

Comme pour Proxima Centauri b, la super-terre a été détectée grâce aux campagnes Red Dots et CARMENES qui recherchent les planètes rocheuses voisines.  C’est la méthode des vitesses radiales qui a été utilisée. Elle consiste à rechercher les variations de vitesse de l’étoile générées par la présence d’une exoplanète dans son voisinage. 

« Nous avons utilisé les données d’observation issues de sept instruments différents acquises sur une période de 20 ans, ce qui constitue l’ensemble de données le plus vaste et le plus complet utilisé à ce jour dans le cadre d’études de vitesses radiales” précise Ignasi Ribas  (Institut des Etudes Spatiales de Catalogne et Institut des Sciences Spatiales, CSIC, Espagne), responsable de l’équipe scientifique. “La combinaison de l’ensemble des données représente un total de 771 mesures – ce qui constitue un vaste ensemble d’informations !

Plusieurs instruments ont été utilisés, comme les spectrographes HARPS et UVES de l’ESO ( European Organisation for Astronomical Research – Observatoire européen austral )

HARPS a joué un rôle essentiel dans ce projet. Nous avons combiné les données d’archives acquises par d’autres équipes avec de nouvelles mesures de l’étoile de Barnard effectuées au moyen d’installations différentes””L’utilisation combinée de ces différents instruments fut déterminante, permettant de recouper nos résultats.” précise Guilhem Anglada Escudé (Université Queen Mary de Londres), co-responsable scientifique de l’équipe.

Les scientifiques, très prudents, ne parlent pour l’instant que d’une « super-terre candidate » avec un taux de confiance de 99% et attendent toutefois confirmation de son existence dans les prochaines années.

 

Source

Nature

Communiqué de presse de l’ESO

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