Africa-Press – Djibouti. Depuis sa découverte en 1916, par l’astronome américain Edward Emerson Barnard à l’observatoire Yerks, l’étoile de Barnard attire les astronomes. Située à seulement six années-lumière de la Terre, elle est la plus proche étoile solitaire de notre système solaire, les autres comme Proxima du Centaure sont des étoiles double ou triple. L’étoile de Barnard est une naine rouge, elle appartient à une catégorie d’étoiles particulièrement propice à l’existence de systèmes planétaires compacts, souvent composés de plusieurs planètes rocheuses.
Un nouvel instrument de précision
L’instrument MAROON-X, conçu par l’équipe de Jacob Bean à l’Université de Chicago (Etats-Unis), a été déployé sur le télescope Gemini North, à Hawaï, dans le but de traquer ces exoplanètes rocheuses autour des naines rouges. Sa technique repose sur l’effet Doppler: la présence de planètes en orbite provoque un infime va-et-vient gravitationnel de leur étoile, qui se traduit par une variation imperceptible de la longueur d’onde de leur lumière. C’est la méthode des vitesses radiales, l’une des deux principales utilisées par les astrophysiciens pour détecter les planètes lointaines (lire l’encadré ci-dessous).
En recoupant les données de MAROON-X, acquises après un calibrage et des données, recueillies pendant 112 nuits sur une période de trois ans, avec celles issues de l’instrument ESPRESSO du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral, les chercheurs ont non seulement confirmé la présence de trois exoplanètes candidates mais ont aussi confirmé l’existence d’un quatrième corps planétaire. Ce dernier représente la plus petite exoplanète jamais détectée par cette méthode.
Un simulateur pour comprendre comment on détecte les planètes
Deux méthodes indirectes sont principalement utilisées pour découvrir des exoplanètes: celle des transits et celle des vitesses radiales.
La première consiste à détecter les infimes variations périodiques de l’intensité lumineuse qui se produisent quand une planète passe devant son étoile. Elle permet également d’en déduire sa taille.
La seconde analyse le spectre lumineux de l’étoile: la présence d’une planète en orbite provoque des mouvements réguliers de cette dernière. Pour un observateur terrestre, l’étoile s’éloigne et se rapproche. Ces changements s’accompagnent d’un décalage vers le rouge quand elle s’éloigne et vers le bleu quand elle se rapproche. Ces très subtils décalages peuvent être observés par des spectrographes comme SOPHIE. Cette technique renseigne aussi sur la masse de l’exoplanète.
Un simulateur, mis en ligne par le Laboratoire d’astrophysique de Marseille, permet d’avoir un aperçu des courbes que doivent analyser les astronomes pour ces deux méthodes. Il est possible de faire varier plusieurs paramètres et ainsi de se rendre compte de leur impact pour les instruments qu’ils utilisent. L’étoile, dans cette simulation, est semblable au Soleil.
Des mondes trop proches de leur étoile pour être habitables
Les quatre exoplanètes mises au jour ont une masse comprise entre 20 et 30 % de celle de la Terre, ce qui laisse à penser qu’elles sont rocheuses plutôt que gazeuses. Toutefois, en raison de leur inclinaison orbitale, elles ne passent pas devant leur étoile vue depuis la Terre, ce qui empêche d’observer leurs transits. Or ce phénomène permet de mieux connaître leur taille et la composition de leur atmosphère, des informations essentielles pour catégoriser avec plus de certitude les exoplanètes.
Les quatre planètes du système de Barnard orbitent en seulement quelques jours, elles sont situées toutes proches de leur étoile hôte. Elles possèdent donc probablement une température de surface élevée et doivent présenter des conditions incompatibles avec la vie.
Cette découverte marque une étape importante dans la compréhension des systèmes planétaires autour des naines rouges. Jusqu’à présent, la plupart des exoplanètes rocheuses détectées étaient plus grandes que la Terre. Or, les astrophysiciens suspectent que les mondes plus petits pourraient présenter une plus grande diversité de compositions.
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