Ils découvrent une planète en orbite autour de l’étoile individuelle la plus proche de notre Soleil

Grâce au VLT (Very Large Telescope) de l’Observatoire européen austral (ESO), une équipe a découvert une planète en orbite autour de l’étoile de Barnard. Il s’agit du système stellaire le plus proche de notre Soleil parmi tous ceux constitués d’une seule étoile. Parmi ceux qui en contiennent plusieurs, le plus proche est Alfa Centauri. La distance qui sépare l’Étoile de Barnard du Soleil est plus grande que celle qui la sépare d’Alpha Centauri.

Sur cette planète nouvellement découverte dans l’étoile de Barnard, une année (ou le temps qu’il faut pour faire une révolution complète autour de son étoile) dure un peu plus de trois jours terrestres. Cette exoplanète (une planète située en dehors de notre système solaire) a au moins la moitié de la masse de Vénus.

Les observations de l’équipe indiquent également l’existence possible de trois autres exoplanètes candidates sur diverses orbites autour de l’étoile.

Située à seulement six années-lumière, l’étoile de Barnard est le deuxième système stellaire le plus proche, après le groupe de trois étoiles Alpha Centauri. En raison de sa proximité, elle constitue une cible privilégiée dans la recherche d’exoplanètes semblables à la Terre. Malgré une détection prometteuse en 2018, aucune planète n’a été confirmée en orbite autour de l’étoile de Barnard jusqu’à présent.

La découverte de cette nouvelle exoplanète est le résultat d’observations réalisées au cours des cinq dernières années avec le VLT de l’ESO, situé à l’Observatoire de Paranal, au Chili. “Même si cela nous a pris beaucoup de temps, nous étions toujours sûrs de pouvoir trouver quelque chose”, explique Jonay González Hernández, chercheur à l’Institut d’astrophysique des îles Canaries (Espagne) et auteur principal de l’étude. L’équipe recherchait des signes d’éventuelles exoplanètes dans la zone habitable ou tempérée autour de l’étoile de Barnard, c’est-à-dire la bande orbitale où la plage de températures peut permettre l’existence d’eau liquide à la surface d’une planète. La communauté astronomique se concentre souvent sur l’étude des naines rouges (comme l’étoile de Barnard) car les planètes rocheuses de faible masse sont plus faciles à détecter dans leur environnement, ce qui est plus complexe à faire s’il s’agit d’étoiles plus grandes, comme le Soleil.

La communauté astronomique préfère rechercher des planètes autour d’étoiles froides, comme les naines rouges, car leur zone orbitale tempérée est beaucoup plus proche de l’étoile que celle des étoiles plus chaudes, comme le Soleil. Cela signifie que les planètes en orbite dans leur zone tempérée ont des orbites plus courtes. périodes orbitales, ce qui permet de les surveiller correctement sur une période de plusieurs jours ou semaines, plutôt que plusieurs années. De plus, les naines rouges sont beaucoup moins massives que le Soleil, elles sont donc plus facilement perturbées par l’attraction gravitationnelle des planètes environnantes et vacillent donc plus fortement, ce qui facilite la détection de ces planètes.

Barnard b, comme on appelle l’exoplanète nouvellement découverte, est vingt fois plus proche de l’étoile de Barnard que Mercure ne l’est du Soleil. Elle orbite autour de son étoile en 3,15 jours terrestres. Bien que sa température de surface (125 degrés Celsius) ne soit pas infernale comme celle d’autres planètes qui mettent quelques jours à faire une révolution complète autour de leur étoile, elle empêche l’existence d’eau liquide à la surface.

Recréation artistique de Barnard b, la planète de masse souterraine découverte en orbite autour de l’étoile de Barnard. (Image : ESO / M. Kornmesser. CC PAR 4.0)

Barnard b est l’une des exoplanètes de masse la plus faible connue et l’une des rares connues avec une masse inférieure à celle de la Terre.

Pour leurs observations, l’équipe a utilisé ESPRESSO, un instrument de haute précision conçu pour mesurer l’oscillation d’une étoile provoquée par l’attraction gravitationnelle d’une ou plusieurs planètes en orbite. Les résultats obtenus à partir de ces observations ont été confirmés par les données d’autres instruments, également spécialisés dans la recherche d’exoplanètes : HARPS, de l’Observatoire de La Silla de l’ESO, HARPS-N et CARMENES. Cependant, les nouvelles données ne confirment pas l’existence de l’exoplanète signalée en 2018.

En plus de la planète confirmée, l’équipe internationale a également trouvé des indications sur la présence de trois autres exoplanètes candidates en orbite autour de la même étoile. Cependant, ces candidats nécessiteront des observations supplémentaires avec ESPRESSO pour être confirmés. “Maintenant, nous devons continuer à observer cette étoile pour confirmer les autres signaux de candidats possibles”, explique Alejandro Suárez Mascareño, également chercheur à l’Institut d’astrophysique des îles Canaries et co-auteur de l’étude. “Mais la découverte de cette planète, ainsi que d’autres découvertes antérieures comme Proxima b et d, montrent que notre cour cosmique regorge de planètes de faible masse.”

L’ELT (Extremely Large Telescope) de l’ESO, actuellement en construction, est sur le point de transformer le domaine de la recherche sur les exoplanètes. L’instrument ANDES de l’ELT permettra à la communauté scientifique de détecter davantage de ces petites planètes rocheuses dans la zone tempérée autour des étoiles proches, hors de portée des télescopes actuels, et d’étudier la composition de leurs atmosphères.

Jonay González Hernández et ses collègues présentent les détails techniques de la découverte de Barnard b dans la revue académique Astronomy & Astrophysics, sous le titre « Une planète de masse inférieure à la Terre en orbite autour de l’étoile de Barnard ». (Source : ESO. CC PAR 4.0)