Le deuxième système d'étoiles le plus proche de la Terre est l'une des cibles les plus étudiées de la galaxie. Les astronomes mesurent les caractéristiques minuscules de l'étoile depuis des décennies, recherchant des signes de planètes en orbite, et au fil des ans, des allusions à un possible tir du monde vers l'étoile ont été glanées ici et là - mais rien n'a jamais été considéré comme concluant.
Maintenant, cependant, les astronomes ont finalement révélé des signes évidents selon lesquels une ou plusieurs planètes graviteraient autour d'une étoile de Barnard, située à environ six années-lumière de la Terre.
Une équipe de chercheurs de l'institut de recherche d'exoplanètes Red Dots a publié aujourd'hui une étude dans Nature qui compile plus de 20 ans d'observations de l'étoile. Le travail a mis au point un candidat planétaire assez inhabituel: une planète extrêmement froide, environ 3, 2 fois la masse de la Terre, qui entoure son étoile tous les 233 jours.
Image d'artiste représentant la planète de l'étoile de Barnard sous la lumière orange teintée de l'étoile. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) Barnard's Star, un petit nain rouge, est depuis longtemps une cible de choix pour la chasse aux planètes. De 1963 à 1972, on pensait généralement que l’étoile hébergeait une ou plusieurs géantes gazeuses, ce qui explique certaines des revendications les plus anciennes de la planète extra-solaire qui ont suscité l’attention de tous. Les «planètes» ne sont toutefois plus qu'un problème d'instrumentation avec l'observatoire Sproul de Swarthmore en Pennsylvanie, dont le directeur, Peter van de Kamp, a d'abord affirmé l'existence de planètes autour de l'étoile.
Depuis ce temps, cependant, chasseurs de planètes, chasseurs de planètes, ont dirigé leur télescope vers l’étoile pour rechercher des signes hors du commun. Bien que l'étoile de Barnard soit le deuxième système d'étoiles le plus proche de la Terre - après les trois étoiles du système Alpha Centauri -, les astronomes ont continué à se lever les mains vides jusqu'à ce que plusieurs années de données puissent être acquises.
Maintenant, cette super-Terre froide est la deuxième exoplanète connue la plus proche de la Terre, après Proxima Centaur b.
«Au final, nous croyons fermement que l’objet est là», déclare Ignasi Ribas de l’Institut de villes de l’espai et principal auteur du document. "Nous devons toujours rester un peu prudents, et bien sûr, plus de données devraient renforcer les arguments en ce sens, mais nous étions suffisamment sûrs que nous étions disposés à aller de l'avant avec la publication."
Une partie du défi de trouver la planète provient de la méthode utilisée par les astronomes: la vitesse radiale (RV). La méthode de vitesse radiale recherche les changements gravitationnels lorsqu'une planète pousse ou tire sur son étoile. Cette méthode est idéale pour trouver de grandes planètes et a été utilisée efficacement pour trouver des planètes plus petites et plus proches, telles que Proxima Centauri b - mais pour trouver de petites planètes éloignées, la question est tout à fait différente.
L'étoile b de Barnard, comme on l'appelle la nouvelle planète, ne provoque qu'un changement de 1, 2 mètre par seconde de la vitesse radiale de son étoile. Les premières planètes découvertes par la méthode RV ont provoqué des changements de 13 mètres par seconde, ce qui fait que ce signal représente moins de 10% de la force d'autres découvertes réussies.
Cullen Blake, un professeur de l'Université de Pennsylvanie qui n'a pas participé à l'étude, indique que certaines des données de RV pourraient potentiellement avoir été confuses par une activité stellaire de la part de l'étoile. Mais néanmoins, le nombre d'observations construit établit un cas assez convaincant que la planète est là.
«Il semble qu’ils aient été modélisés en termes d’activité stellaire», dit-il. "[Le candidat] est très fort en termes de signification statistique."
Les premiers indices de l'existence de la planète Barnard sont apparus en 2015, lorsque l'un des co-auteurs du document, Mikko Tuomi, a examiné les données de vitesse radiale existantes de l'étoile et a découvert un changement en fonction d'une période de 233 jours. À l'époque, les arguments en faveur d'un objet planétaire (au lieu d'une sorte d'activité intrinsèque à l'étoile) n'étaient pas assez puissants pour se débrouiller seuls.
Ribas et son équipe ont utilisé 800 observations différentes de l'étoile de Barnard pour réduire l'incertitude de l'existence de la planète. Après avoir analysé le nombre de données recueillies au cours des dernières décennies, l’existence de Barnard's Star b semble assez certaine, bien que l’équipe toujours prudente des Red Dots l’appelle toujours comme un candidat à la planète.
Représentation graphique des distances relatives du soleil par rapport aux étoiles les plus proches. L'étoile de Barnard est la deuxième étoile la plus proche et la plus proche de nous. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) Et les chercheurs ont également trouvé quelque chose d'autre dans les données: de faibles preuves d'une autre planète, qui serait connue sous le nom de Barnard's Star c. On estime que cette seconde planète fantomatique du système, si elle existe, a une longue période orbitale et environ la masse de Neptune. L'existence de la planète gazeuse est encore plus difficile à prouver, car sa période de 10 ans signifie qu'elle produit un signal plus faible. Il convient toutefois de noter que les mesures placent la planète à une période similaire aux revendications de van de Kamp dans les années 1960.
Van de Kamp pensait avoir vu au moins deux planètes, une sur 12 ans et une sur 25 ans, toutes deux autour de la masse de Jupiter. Les indices provenaient de signaux astrométriques, qui recherchent une déviation du trajet d'une étoile par rapport à une ligne médiane due à l'influence d'une planète invisible.
Le nouveau signal, en revanche, semble indiquer quelque chose à propos de 15 masses terrestres, ce qui ne laisse probablement pas apparaître un signal astrométrique perceptible depuis la Terre. (Le nouvel article mentionne que Gaia, un observatoire d'astrométrie basé dans l'espace, pourrait confirmer la planète.) En raison de sa taille, la planète effectue un changement de vitesse radiale d'environ 3 à 4 mètres par seconde - plus fort que l'autre candidat planétaire., mais sans le nombre considérable d’observations permettant d’exclure une autre explication.
"Nous ne prétendons pas qu'il s'agisse d'une quelconque relation avec les planètes astrométriques van de Kamp", a déclaré Ribas. Il note cependant que c'est une coïncidence intéressante. «Nous constatons certaines variations. Les étoiles sont connues pour montrer des cycles d'activité, donc cela pourrait être un cycle d'activité stellaire [plutôt qu'une planète]. "
Le monde de la neige, l'étoile de Barnard b, dure 233 jours et dépasse de loin la zone habitable de son étoile. Bien que la planète soit plus proche de son étoile que la Terre ne le soit du soleil, l'étoile de Barnard est très petite et froide en comparaison. La planète orbite dans une zone appelée «ligne de neige», où les corps rocheux ont tendance à céder la place à des corps plus glacés. Le journal indique également qu'il n'y a aucune preuve de l'existence d'une masse terrestre autour de la zone habitable de l'étoile de Barnard - bien que les objets de masse martienne n'aient pas été exclus.
Mais même si ce monde est trop froid pour la vie telle que nous le connaissons, il marque une découverte intrigante, car la planète est beaucoup plus éloignée de son étoile hôte que d’autres planètes trouvées en orbite autour de petites naines rouges (telles que Proxima Centauri b, qui a période de seulement 11 jours). Du point de vue de l'exploration, la planète est plus proche que toutes les exoplanètes connues, et dans 10 000 ans, l'étoile de Barnard sera réellement devenue l'étoile la plus proche de notre soleil. Les physiciens réfléchissent déjà aux moyens possibles de lancer une sonde miniature vers Proxima Centauri b, à environ 4, 2 années-lumière de distance, et dans l'avenir, Star b de Barnard pourrait devenir une autre cible.
"Mon sentiment est que ces choses sont probablement assez communes, mais les extraire est juste beaucoup plus difficile", dit Blake à propos de petites planètes lointaines et lointaines comme Barnard's Star b. "Je suppose qu'il y aura plus de campagnes comme celle-ci."
