La découverte de quatre nouvelles planètes rocheuses orbitant autour de Barnard’s Star confirmée par des scientifiques
Des scientifiques ont confirmé l’existence de quatre petites planètes rocheuses orbitant autour de Barnard’s Star, le second système stellaire le plus proche de la Terre, en utilisant un instrument spécialisé sur le puissant télescope Gemini North à Hawaï. À seulement six années-lumière de chez nous, toutes les planètes sont trop chaudes pour pouvoir abriter la vie telle que nous la connaissons.
Une découverte passionnante pour la recherche
Cette découverte est particulièrement passionnante, explique Ritvik Basant, doctorant à l’Université de Chicago et auteur d’un article sur cette nouvelle découverte. En effet, Barnard’s Star est en quelque sorte notre voisin cosmique, mais nous en savons très peu à son sujet. De nombreuses revendications d’exoplanètes orbitant autour de Barnard’s Star ont été faites au fil des années, remontant même aux années 1960. Barnard’s Star est une naine rouge, également connue sous le nom de M-dwarf, et est remarquable pour avoir le mouvement propre le plus rapide, en référence à son mouvement visible dans le ciel nocturne, de toutes les étoiles découvertes jusqu’à présent.
Plus récemment, en 2024, des astronomes utilisant le spectrographe ESPRESSO sur le Very Large Telescope au Chili ont affirmé avoir détecté une planète et des preuves de trois autres. Maintenant, une équipe dirigée par Jacob Bean et Basant à l’Université de Chicago a confirmé de manière indéniable l’existence de ces quatre planètes. La proximité de Barnard’s Star nous a permis de l’observer même lors de mauvaises nuits météorologiques, sa luminosité rendant son observation accessible même dans des conditions suboptimales. Cela nous a permis de collecter plus de données, conduisant finalement à la détection de ces planètes de très faible masse.
La méthode utilisée par l’équipe d’observation était le spectromètre MAROON-X, qui est un instrument invité sur le télescope Gemini North. MAROON-X mesure la vélocité radiale, c’est-à-dire le léger va-et-vient de Barnard’s Star lorsqu’elle orbite autour du centre de masse qu’elle partage avec les quatre planètes en orbite. Toutes ces planètes sont beaucoup moins massives que la Terre. En fait, ce sont quelques-unes des exoplanètes les moins massives jamais détectées.
Les caractéristiques des quatre planètes
La planète la plus proche du système est la planète d (les planètes sont nommées selon leur découverte, et non selon leur distance par rapport à l’étoile). Elle a une masse représentant seulement 26 % de celle de la Terre et orbite autour de Barnard’s Star toutes les 2,34 jours à une distance de 1,7 million de miles (2,8 millions de kilomètres / 0,0188 unités astronomiques). Ensuite, nous avons la planète b, la première identifiée dans les données ESPRESSO en 2024. Cette planète a une masse équivalente à 30 % de celle de la Terre et orbite autour de son étoile toutes les 3,15 jours à une distance de 2,13 millions de miles (3,4 millions de kilomètres / 0,0229 UA).
La planète c est la plus massive du groupe, avec une masse représentant 33,5 % de celle de la Terre. Elle orbite autour de Barnard’s Star à une distance de 2,55 millions de miles (4,1 millions de kilomètres / 0,0274 UA) et a une période orbitale de 4,12 jours. Les trois premières planètes ont été confirmées uniquement grâce aux observations de MAROON-X. Pour confirmer l’existence de la quatrième planète, e, les données de MAROON-X ont dû être combinées avec les mesures d’ESPRESSO, révélant une planète d’une masse ne représentant que 19 % de celle de la Terre, orbitant autour de Barnard’s Star toutes les 6,74 jours à une distance de 3,56 millions de miles (5,7 millions de kilomètres / 0,0381 UA).
Ces planètes sont incroyablement compactes en termes de distance les séparant. Il n’y a que 372 820 miles (600 000 kilomètres) entre les planètes d et b, et 434 960 miles (700 000 kilomètres) entre b et c. En comparaison, la distance moyenne entre la Terre et notre lune est de seulement 238 600 miles (384 000 kilomètres). Imaginez avoir une planète à notre porte à seulement deux fois cette distance !
Le système planétaire autour de Barnard’s Star
Pour mieux comprendre le système planétaire autour de Barnard’s Star, il est intéressant de le comparer à notre propre système solaire. La sonde solaire Parker de la NASA, qui plonge réellement dans la couronne solaire, s’approche autant que 3,9 millions de miles (6,2 millions de kilomètres) de la surface de notre soleil. Les orbites des quatre planètes de Barnard’s Star pourraient facilement s’inscrire à l’intérieur de l’orbite de la sonde Parker dans notre propre système solaire. De plus, la planète la plus proche du soleil de notre système solaire, Mercure, a une distance moyenne de 36 millions de miles (58 millions de kilomètres) entre elle et le soleil.
Les petites séparations entre les planètes autour de Barnard’s Star font également penser à un autre système de mondes autour d’une naine rouge, TRAPPIST-1, où sept planètes sont regroupées dans un rayon de 5,75 millions de miles (9,267 millions de kilomètres) autour de leur étoile centrale.
Cependant, les naines rouges, comme Barnard’s Star, sont très différentes de notre soleil. Elles n’ont que 16 % de la masse de notre soleil et 19 % de son diamètre. Par conséquent, leur système planétaire est beaucoup plus petit. Les naines rouges peuvent également être très volatiles, émettant des nuages de particules chargées et des éruptions de rayonnement plus fréquemment que notre soleil, ce qui pourrait dépouiller les mondes environnants de leur atmosphère. Cependant, l’activité des naines rouges diminue avec l’âge, et le système de Barnard’s Star a environ 10 milliards d’années. Cela dit, aucune des planètes découvertes jusqu’à présent ne serait habitable pour la vie telle que nous la connaissons, car elles sont trop proches et trop chaudes. La zone habitable autour de Barnard’s Star serait plutôt en périphérie, avec des périodes orbitales de 10 à 42 jours. Jusqu’à présent, aucune planète n’a été trouvée à cette distance de l’étoile.
Avec l’ensemble actuel de données, nous pouvons écarter de manière certaine toute planète ayant une masse supérieure à 40 à 60 % de celle de la Terre près des limites intérieure et extérieure de la zone habitable, affirme Basant. De plus, nous pouvons exclure la présence d’une géante gazeuse à des distances raisonnables. MAROON-X a pu recueillir 112 mesures de vélocité radiale de Barnard’s Star sur la période 2021-2023. Pendant ce temps, ESPRESSO a enregistré 149 mesures de vélocité radiale de cette étoile vive mais de petite taille. Cela n’est pas suffisant pour exclure complètement la possibilité d’autres petites planètes se cachant potentiellement dans la zone habitable.
En attendant, Basant, Bean et leur équipe prévoient de continuer à chercher d’autres planètes en orbite autour de Barnard’s Star. Après tout, nous sommes pratiquement voisins, et il est grand temps que nous découvrions et apprenions à connaître ce système planétaire proche de chez nous.
Ces découvertes ont été publiées le 11 mars dans The Astrophysical Journal Letters.
