Pourquoi a-t-il fallu si longtemps pour trouver Proxima b ?

Proxima Centauri et Alpha Centauri

Image composite montrant un diagramme des étoiles Proxima Centauri, Alpha Centauri A et Alpha Centauri B avec la Voie lactée et le télescope de 3,6 mètres de l'ESO à l'Observatoire de La Silla au Chili. (Crédit image : ESO / Point rouge pâle)

Au cours des deux dernières décennies, les astronomes ont découvert plus de 3 200 exoplanètes, ou planètes en dehors de notre système solaire. Ils ont trouvé des géantes gazeuses ; planètes rocheuses semblables à la Terre ; et des planètes de type 'Tatooine' avec deux soleils. Ils ont détecté des mondes extraterrestres jusqu'à 13 000 années-lumière de la Terre. Mais jusqu'à présent, les scientifiques avaient raté une planète de la taille de la Terre, peut-être même habitable, qui était, du moins cosmiquement parlant, juste sous notre nez.



Les astronomes ont annoncé aujourd'hui (24 août) qu'ils ont découvert un planète extraterrestre en orbite autour de Proxima Centauri , une naine rouge à un peu plus de 4 années-lumière qui est l'étoile la plus proche du soleil. Alors pourquoi les scientifiques ont-ils mis si longtemps à nous présenter à notre voisin ?

Ce n'est pas parce qu'ils n'essayaient pas. [ Proxima b: Découverte de la planète Terre la plus proche en images ]

'Je cherchais exactement cela', a déclaré Michael Endl, astronome à l'observatoire McDonald de l'Université du Texas à Austin.

Endl, qui faisait partie de l'équipe de découverte, a précédemment dirigé une campagne de sept ans au début des années 2000 pour rechercher des planètes avec des masses similaires à celles de la Terre dans la zone dite habitable autour de Proxima Centauri à l'aide de l'Observatoire européen austral (ESO) Very Large Télescope au Chili. À l'époque, il n'a rien trouvé.

'Nous aurions pu tout trouver, de deux à trois masses terrestres dans la zone habitable', a déclaré Endl à demokratija.eu. La nouvelle planète extraterrestre – à seulement 1,3 masse terrestre – a volé juste sous son radar (ou son télescope).

En tant qu'étoile la plus proche du soleil, Proxima Centauri semblait être un bon endroit pour chercher exoplanètes , dont les scientifiques savent maintenant qu'ils sont abondants. Mais jusqu'à présent, des campagnes comme celle d'Endl s'étaient déroulées les mains vides.

La nouvelle planète, connue sous le nom de Proxima b, était si insaisissable car il s'agit d'un monde relativement petit qui orbite autour d'une petite étoile, trop faible pour être vue de la Terre à l'œil nu. Trouver ce monde extraterrestre a nécessité une campagne intensive et dédiée pour détecter son très faible signal.

'Pendant 10 ans, nous avons eu la capacité technique de détecter cette planète', a déclaré Guillem Anglada-Escudé, astronome à l'Université Queen Mary de Londres qui a dirigé l'équipe de découverte. 'Ce n'est pas une question de raffinement ou de technologie ici.'

Trouver un petit vacillement

Les planètes peuvent exercer une traction gravitationnelle sur leur étoile mère lorsqu'elles orbitent, faisant osciller l'étoile autour d'un centre de masse. Les astronomes peuvent mesurer cette oscillation en raison d'un phénomène connu sous le nom d'effet Doppler, qui décrit le changement de fréquence d'une onde lorsque sa source se rapproche ou s'éloigne d'un observateur.

Les pistolets radar de la police utilisent cet effet pour détecter la vitesse à laquelle une voiture se déplace. Les astronomes peuvent faire quelque chose de similaire en pointant leurs télescopes pour mesurer la lumière d'une étoile, a expliqué Endl. Lorsqu'une étoile se dirige vers nous, sa lumière apparaît décalée vers l'extrémité bleue du spectre, et lorsqu'elle s'éloigne de nous, la lumière apparaît décalé vers le rouge .

Même une planète aussi petite que Proxima b fait osciller très faiblement son étoile mère. Mais le petit changement dans la vitesse de l'étoile est proche de la limite de ce qui peut être détecté avec les instruments astronomiques d'aujourd'hui.

Proxima b orbite autour de son étoile mère tous les 11,2 jours terrestres. Au cours de ce cycle, Proxima Centauri vacille en conséquence, se déplaçant vers la Terre à environ 5 km/h (3 mph) – ce qui correspond à peu près à la vitesse à laquelle marchent la plupart des gens – puis s'éloigne de la Terre à la même vitesse.

Anglada-Escudé avait remarqué le faible signal de ce cycle de 11 jours lors d'une précédente campagne d'observation de Proxima Centauri en 2013.

Mais à l'époque, les données n'étaient pas assez concluantes pour dire que Proxima Centauri avait une planète. Il y a généralement beaucoup d'autres bruits dans ce type de données, a déclaré Endl. Le signal pourrait, par exemple, provenir de l'étoile elle-même, qui est assez active et connaît de fréquentes éruptions. [ Le monde extraterrestre 'Proxima b' autour de l'étoile la plus proche pourrait être semblable à la Terre (vidéo) ]

'Point rouge pâle'

Pour écarter ces possibilités, Anglada-Escudé a ensuite lancé une recherche systématique impliquant 30 autres scientifiques, surnommée la campagne « Pale Red Dot ». Le nom s'inspire du célèbre « point bleu pâle » de Carl Sagan, l'expression qu'il utilisait pour décrire la minuscule Terre bleue telle qu'elle apparaissait sur une photo emblématique du système solaire prise le 14 février 1990 par le vaisseau spatial Voyager 1 de la NASA sur son marche vers l'espace interstellaire. En revanche, une planète à la lueur de Proxima Centauri serait baignée de lumière rouge.

Anglada-Escudé et ses collègues sont partis à la recherche d'une exoplanète autour de Proxima Centauri du 18 janvier au 30 mars de cette année à l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili. L'outil principal de l'équipe était l'instrument de recherche de planète à vitesse radiale de haute précision, ou HARPS, qui serait normalement inutile pour détecter un signal Doppler dans une étoile aussi faible qu'un nain rouge . Mais l'enquête a fonctionné pour Proxima Centauri parce que l'étoile est si proche de la Terre, a expliqué Anglada-Escudé.

À partir de leurs observations, les chercheurs ont conclu que la masse du monde extraterrestre est à peu près la même que celle de la Terre et que la planète se trouve dans la zone habitable, ce qui signifie qu'elle pourrait bien avoir les bonnes conditions pour la vie. Ils ont encore du travail à faire pour confirmer si cette planète a réellement une atmosphère ou de l'eau à sa surface - des caractéristiques qui la rendraient plus semblable à la Terre.

Il pourrait être possible d'effectuer d'autres observations de Proxima b en utilisant d'autres méthodes de détection d'exoplanètes, telles que regarder si elle « transite » devant son étoile mère du point de vue de la Terre.

'Maintenant que nous connaissons la planète, nous pouvons prédire quand elle est le plus susceptible d'être devant son étoile', a déclaré Anglada-Escudés. « Si cela se produit, ce serait énorme. »

Cette technique avait déjà été tentée à Proxima Centauri, sans succès. En effet, les membres de l'équipe de découverte ont déclaré qu'il n'y avait que 1,5% de chances que Proxima b transite. S'il s'agit d'une planète en transit, cependant, les scientifiques devraient être capables de mesurer le spectre de la lumière des étoiles lorsqu'elle filtre à travers l'atmosphère de Proxima b, qui pourrait contenir des indices cruciaux sur la composition chimique de la planète.

'L'excitation vient du fait que nous avons un monde potentiellement habitable', a déclaré Endl. 'Et la proximité de l'étoile nous permettra de faire des observations de suivi beaucoup plus détaillées de cette planète.'

Suivez Megan Gannon sur Twitter @meganigannon . Suivez-nous @Spacedotcom , Facebook ou Google+ . Publié à l'origine le Edemokratija.eu .