Un « point vert pâle » : pourquoi Proxima Centauri b peut avoir une teinte brillante

Surface Proxima Centauri b

Vue d'artiste de la planète Proxima Centauri b en orbite autour de l'étoile naine rouge Proxima Centauri. (Crédit image : M. Kornmesser / ESO)



Un monde en orbite autour du voisin stellaire le plus proche du soleil peut avoir une teinte verte brillante - et pas nécessairement parce qu'il est couvert de plantes à feuilles.



Les chercheurs ont trouvé un moyen de caractériser les aurores potentielles sur l'exoplanète voisine Proxima Centauri b et a découvert que, si la planète respire de l'oxygène dans son atmosphère, les aurores peuvent donner à l'atmosphère une teinte verdâtre.

'Les aurores boréales et australes [sur Proxima Centauri b] seraient au moins 100 fois plus lumineuses que sur Terre', Rodrigo Luger, étudiant postdoctoral à l'Université de Washington, qui a dirigé l'étude sur la façon dont les aurores de la planète pourraient être repérées depuis la Terre. , a déclaré demokratija.eu par e-mail. Luger a déclaré que les aurores pourraient être si brillantes qu'elles seraient visibles avec des télescopes très puissants. [ Proxima b By the Numbers: Peut-être un monde semblable à la Terre à la prochaine étoile ]

Point Vert Pâle



L'étoile active Proxima Centauri se trouve à seulement 4,2 années-lumière du système solaire. Un petit monde orbite dans la zone habitable de l'étoile, la région où l'eau liquide pourrait survivre à la surface. Son rayon reste un mystère. Cependant, les scientifiques savent qu'elle est environ 1,3 fois plus massive que la Terre, ce qui, selon ses découvertes initiales, suggère une planète rocheuse.

Proxima Centauri est une petite étoile, plus sombre que le soleil de la Terre, donc sa zone habitable est plus proche de l'étoile que la zone habitable du soleil. En conséquence, Proxima Centauri b est 20 fois plus proche de son étoile que la Terre ne l'est du soleil, et effectue une orbite tous les 11,2 jours terrestres. L'étoile naine rouge est plus active que le soleil de la Terre, déclenchant des éruptions beaucoup plus fréquentes qui peuvent immerger la planète dans des radiations qui pourraient être nocives pour vie potentielle .

Ces mêmes éruptions peuvent aider les scientifiques à mieux comprendre la planète. Si Proxima Centauri b a un champ magnétique, il peut capturer les particules chargées dans les fusées éclairantes et les canaliser vers les pôles, créant ainsi de brillants affichages auroraux.



En août 2016, les astronomes ont annoncé qu

En août 2016, les astronomes ont annoncé qu'une planète potentiellement semblable à la Terre orbite autour de Proxima Centauri, l'étoile la plus proche du soleil. Découvrez la découverte passionnante dans cette infographie. Voir notre infographie complète ici.

L'observation des aurores peut aider les chercheurs à caractériser l'atmosphère de la planète. Sur Terre, la lueur de couleur différente des aurores boréales et australes correspond à des réactions avec différentes molécules dans l'atmosphère. Selon Luger, qui a présenté les résultats à la Conférence scientifique d'astrobiologie à Mesa, Arizona, en avril, si Proxima Centauri b est un monde terrestre avec une atmosphère semblable à la Terre et un champ magnétique, la lumière verte des aurores d'oxygène augmenterait de 100 fois plus fort que sur Terre.



En raison du potentiel de lumière verte, les chercheurs ont surnommé un tel monde «le point vert pâle», un clin d'œil à la catégorisation de la Terre par Carl Sagan comme un point bleu pâle.

Des périodes d'activité stellaire intense pourraient rendre les aurores encore plus lumineuses. Bien que les éjections de masse coronale et les éruptions aient le plus fort impact sur la génération d'aurores, a déclaré Luger, elles ne sont pas vraiment prévisibles à l'avance.

'Mais le soleil a certainement des cycles d'activité périodiques, donc si nous comprenons ceux de Proxima Centauri, nous pourrions peut-être l'utiliser à notre avantage', a-t-il déclaré.

Il a poursuivi en disant que l'activité extrême de l'étoile peut rendre une telle connaissance inutile – les astronomes pouvaient simplement compter sur une forte probabilité que l'étoile s'embrase et fasse s'éclaircir les aurores.

Des particules chargées et des champs magnétiques pourraient faire briller Proxima Centauri b en vert, comme sur cette photo de la Terre prise par l

Des particules chargées et des champs magnétiques pourraient faire briller Proxima Centauri b en vert, comme sur cette photo de la Terre prise par l'astronaute de l'Agence spatiale européenne Alexander Gerst depuis la Station spatiale internationale.(Crédit image : Alexander Gerst (via Twitter sous le nom @Astro_Alex))

Optimal pour les aurores

Alors que plusieurs études ont décrit des recherches d'aurores sur des exoplanètes géantes gazeuses qui orbitent près de leurs étoiles mères, aucune n'a été repérée sur des mondes au-delà du système solaire. Mais Luger reste confiant.

'Proxima Centauri b est optimal pour la détection aurorale', a-t-il déclaré.

Il a donné plusieurs raisons pour lesquelles des aurores pourraient bientôt être repérées sur Proxima Centauri b. La planète est proche - c'est l'exoplanète connue la plus proche de la Terre - ce qui permet aux instruments de collecter plus facilement des observations détaillées. L'activité magnétique extrême de l'étoile, associée à l'orbite proche de la planète, signifie que Proxima Centauri b est bombardée de particules solaires beaucoup plus vigoureusement que la Terre. En même temps, l'étoile est faible, donc une planète verte brillante apparaîtrait plus facilement qu'elle ne le ferait autour d'une étoile semblable au soleil. Enfin, l'orbite courte signifie que le monde se déplace autour de son soleil à un rythme rapide ; lorsqu'une source lumineuse se rapproche ou s'éloigne d'un observateur, ce mouvement peut être observé à travers un phénomène appelé redshift, ou Doppler . Luger a déclaré que le décalage Doppler des ondes lumineuses des aurores serait nettement plus important qu'elles ne le seraient seules, ce qui rendrait les lignes qui seraient autrement difficiles à voir plus visibles. Cela faciliterait l'identification de l'oxygène dans l'atmosphère.

Malheureusement, ce « point vert pâle » ne sera pas repéré avec les télescopes actuels. Le prochain télescope puissant de la NASA, le télescope spatial James Webb, chassera la lumière infrarouge.

'Notre meilleur pari pour la détection est le [télescope de trente mètres] ou des télescopes extrêmement grands de nouvelle génération similaires', a-t-il déclaré.

Le télescope de trente mètres (TMT) – ainsi nommé parce que son miroir principal mesurerait 30 mètres (98 pieds) de large – a commencé la construction sur le sommet du Mauna Kea à Hawaï avant son arrêt en 2015 après des protestations contre la nature sacrée de la terre. Le projet reste à l'arrêt aujourd'hui, bien que certains astronomes aient salué les avantages de déplacer le télescope vers l'Espagne les îles Canaries .

Mais même le TMT prendrait un certain temps pour identifier la signature de l'oxygène des aurores, Luger estimant «des dizaines d'heures» d'observation. Il en est de même pour le Large levé UV/Optique/Infrarouge (LUVOIR) , une conception proposée pour un télescope avec un miroir primaire entre 9 et 15 mètres (30 et 50 pieds). Le temps du télescope étant extrêmement compétitif, il pourrait être difficile d'étudier le système de manière aussi approfondie.

Pour produire des aurores, une planète doit avoir un champ magnétique. Sur les quatre planètes telluriques du système solaire terrestre, seules deux ont un champ mondial : la Terre et Mercure. Mars a un champ inégal et Vénus n'en a pas. Si Proxima Centauri b fait également défaut, il se peut qu'il ne produise pas d'aurores.

Cependant, la planète peut bénéficier d'une augmentation de luminosité de lueur d'air , la faible émission de lumière de l'atmosphère qui empêche la nuit sur Terre d'être complètement noire.

'La planète est également susceptible d'avoir une forte lueur d'air, qui est à l'échelle de la planète', a déclaré Luger. « Airglow n'est pas généré par des champs magnétiques et est généralement plus faible que les aurores, nous ne l'avons donc pas calculé. Mais il devrait être assez fort sur Proxima Centauri b, et pourrait faire briller la planète entière en vert.

La recherche a été publiée dans le Journal d'astrophysique .

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