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Communiqué de presse

 

Paris, le 30 août 2016

 

 

Au plus près de nous, une exoplanète rocheuse potentiellement habitable

 

Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche du Soleil, possède une planète. Celle-ci est même rocheuse, d'une taille comparable à celle de la Terre, et située dans la zone habitable de son étoile, là où l'eau liquide peut exister en surface. C'est la découverte majeure réalisée par une équipe internationale de chercheurs dont Julien Morin, du Laboratoire Univers et particules de Montpellier (LUPM, CNRS/Université de Montpellier), et publiée le 25 août 2016 dans Nature.

 

C'est, par définition, l'exoplanète la plus proche de nous jamais découverte : Proxima b tourne en effet autour de Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche du Soleil, à seulement 4,2 années-lumière. Mieux : cette exoplanète, découverte par une équipe internationale de chercheurs, est très probablement rocheuse, comme notre planète, et sa masse minimale vaut 1,3 celle de la Terre. Enfin, elle se trouve à 7 millions de kms de Proxima du Centaure, soit 20 fois plus près que la Terre ne l'est du Soleil : mais son étoile, simple naine rouge, est bien moins brillante que la nôtre.

La présence d'une planète autour de Proxima du Centaure était soupçonnée depuis des années. Son existence est aujourd'hui avérée au terme d'une campagne de deux années de recherche, baptisée Pale red dot1, intensifiée depuis six mois : elle a alors mobilisé le spectographe Harps installé sur le télescope de 3,6 mètres de l'European southern observatory (ESO) à la Silla (Chili), le télescope ASH2 installé à l'Observatoire des explorations célestes de San Pedro de Atacama (Chili) et les 18 télescopes du réseau de Las Cumbres. Combinées à des relevés d'observations antérieures effectuées entre autres depuis les observatoires de l'ESO, les nouvelles observations collectées durant 60 nuits ont fini par permettre de détecter une très faible oscillation d'une période de 11,2 jours de la vitesse radiale de Proxima du Centaure – à peine 5 kilomètres par heure – signature de l'attraction gravitationnelle produite par Proxima b, et de la distinguer du signal produit par l'activité magnétique de l'étoile.

 

Ce graphe montre les variations de mouvement de Proxima Centauri au cours du premier semestre 2016. A certaines périodes, Proxima du Centaure se déplace en direction de la Terre à une vitesse proche de 5 kilomètres par heure – ce qui équivaut au rythme normal de la marche humaine. A d'autres périodes, Proxima du Centaure s'en éloigne à la même vitesse. Ce schéma régulier de l'évolution des vitesses radiales se répète tous les 11,2 jours. L'analyse minutieuse des faibles décalages Doppler qui en résultent révèle la présence d'une planète dotée d'une masse voisine de 1,3 masse terrestre, et distante de quelque 7 millions de kilomètres de Proxima du Centaure – ce qui ne représente que 5% de la distance Terre-Soleil.
© ESO/G. Anglada-Escudé

 

Proxima b effectue donc une rotation complète autour de son étoile en 11,2 jours. Les naines rouges telle que Proxima du Centaure sont des étoiles actives dont certaines variations peuvent faire croire à la présence d'une planète. Afin d'exclure cette possibilité, l'équipe a attentivement surveillé les variations de luminosité de l'étoile au cours de la campagne, au moyen du télescope ASH2 et de l'observatoire de Las Cumbres (les mesures de vitesse radiale effectuées avec Harps acquises lorsque l'étoile s'activait furent exclues de l'analyse finale).

La détection d'exoplanètes étant un thème de recherche très populaire, l'équipe du projet Pale red dot avait mis en ligne un site internet dédié à ce projet sur lequel le public pouvait suivre l'avancement des observations. Les carnets de campagne étaient accompagnés de nombreux articles de vulgarisation portant sur les exoplanètes et la physique stellaire, rédigés par des spécialistes du monde entier.

 

Cette infographie effectue le comparatif entre l'orbite de la planète autour de Proxima Centauri (Proxima b) et son équivalent dans le Système Solaire. Proxima Centauri est caractérisée par une taille et une température de surface inférieure à celles du Soleil, et sa planète se situe à plus grande proximité de son étoile que Mercure du Soleil. En conséquence, Proxima b se situe à l'intérieur de la zone d'habitabilité, condition nécessaire à la présence d'eau liquide en surface. © ESO/M. Kornmesser/G. Coleman

 

Ces résultats publiés dans Nature s'accompagnent de travaux complémentaires concernant ce système planétaire. L'habitabilité de cette planète, c'est-à-dire la possibilité qu'elle abrite de l'eau liquide à sa surface, a été étudiée par deux autres équipes majoritairement françaises, dont des chercheurs du Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux (CNRS/Université de Bordeaux) et du Laboratoire de météorologie dynamique (CNRS/UPMC/ENS Paris/Ecole Polytechnique). Leurs articles, actuellement soumis à la revue Astronomy & astrophysics, sont déjà consultables en ligne (voir les références en fin de communiqué).

Les auteurs de l'étude ont aussi utilisé ces modélisations 3D d'atmosphères pour simuler et préparer des observations futures : avec ses 39 mètres de diamètre, le futur European extremely large telescope (E-ELT), en construction au Chili, pourra un jour "voir" la planète en la séparant de son étoile, chose aujourd'hui faisable que pour des planètes géantes gazeuses. Ces observations pourront nous dire si Proxima b possède ou non de l'eau, une atmosphère et un climat habitable.

 

Simulations numériques des températures possibles à la surface de Proxima b réalisée sous deux modèles : à gauche, en rotation synchrone (comme la Lune autour de la Terre) et à droite, en résonance 3:2 (dans ce cas il est supposé que la planète a une atmosphère semblable à celle de la Terre et qu'elle est recouverte par un océan) © M. Turbet/I. Ribas/ESO - © ESO


Dans tous les cas, et bien qu'elle constitue un excellent candidat de planète propice à l'eau liquide et pouvant abriter la vie, Proxima b ne peut pas être considérée comme une jumelle de la Terre. L'histoire de Proxima b et de son étoile a été radicalement différente de l'histoire de la Terre et du Soleil. La formation de Proxima b, son irradiation par son étoile, les forces de marées qu'elle subit et qui affectent sa structure interne et sa rotation, n'ont pas d'équivalent dans l'histoire de notre planète.

Les détections de planètes rocheuses en orbite autour d'étoiles naines M actives vont se multiplier dans les années à venir avec la mise en service d'instruments dédiés tels que SPIRou. Ce spectropolarimètre proche-infrarouge international, développé par la France, sera mis en service en 2017 au Télescope Canada France Hawaii (TCFH) situé au somment du volcan Mauna Kea à Hawaii.

 

Notes

1 L'appellation Pale red dot fait écho à la dénomination attribuée par Carl Sagan à notre Terre : « pale blue dot » (point bleu pâle). Proxima du Centaure étant une étoile de type naine rouge, sa planète baigne au sein d'une pâle lueur de couleur rouge.

 

Les laboratoires français impliqués dans le projets :

  • Laboratoire Univers et particule de Montpellier (LUPM, CNRS/Université de Montpellier)
  • Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux (CNRS/Université de Bordeaux)
  • Laboratoire de météorologie dynamique (CNRS/UPMC/ENS Paris/Ecole Polytechnique)

 

Références

G. Anglada-Escudé et al., "A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri", 25 août 2016, Nature n° 7617. Résumé disponible sur : http://www.nature.com/news/earth-sized-planet-around-nearby-star-is-astronomy-dream-come-true-1.20445.

I. Ribas et al., "The habitability of Proxima Centauri b : I. Irradiation, rotation and volatile inventory from formation to the present".

M. Turbet et al., "The habitability of Proxima Centauri b : II. Possible climates and observability".


Pour en savoir plus

 

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