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"Cette découverte montre que notre voisin stellaire le plus proche semble regorger de nouveaux mondes intéressants, à portée d'étude et d'exploration futures", explique João Faria, chercheur à l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, au Portugal, et auteur principal de l'étude publiée aujourd'hui dans Astronomy & Astrophysics. Proxima Centauri est l'étoile la plus proche du Soleil, située à un peu plus de quatre années-lumière.
La planète nouvellement découverte, nommée Proxima d, tourne autour de Proxima Centauri à une distance d'environ quatre millions de kilomètres, soit moins d'un dixième de la distance de Mercure au Soleil. Elle se situe entre l'étoile et la zone habitable - la zone autour d'une étoile où de l'eau liquide peut exister à la surface d'une planète - et ne met que cinq jours pour effectuer une orbite autour de Proxima du Centaure.
Cette vue d'artiste montre Proxima d, une planète candidate récemment découverte en orbite autour de l'étoile naine rouge Proxima Centauri, l'étoile la plus proche du système solaire. On pense que la planète est rocheuse et qu'elle a une masse d'environ un quart de celle de la Terre. Deux autres planètes connues en orbite autour de Proxima Centauri sont également visibles sur l'image: Proxima b et Proxima c. Crédit: ESO/L. Calçada
L'étoile est déjà connue pour abriter deux autres planètes: Proxima b, une planète d'une masse comparable à celle de la Terre qui tourne autour de l'étoile tous les 11 jours et se trouve dans la zone habitable, et la candidate Proxima c, qui est sur une orbite plus longue de cinq ans autour de l'étoile.
Proxima b a été découverte il y a quelques années à l'aide de l'instrument HARPS sur le télescope de 3,6 mètres de l'ESO. La découverte a été confirmée en 2020 lorsque les scientifiques ont observé le système Proxima avec un nouvel instrument plus précis sur le VLT de l'ESO - ESPRESSO (pour Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations). C'est au cours de ces observations plus récentes effectuées avec le VLT que les astronomes ont repéré les premiers indices d'un signal correspondant à un objet ayant une orbite de cinq jours. Comme le signal était très faible, l'équipe a dû effectuer des observations de suivi avec ESPRESSO pour confirmer qu'il était dû à une planète, et non pas simplement à des changements dans l'étoile elle-même.
Sur cette carte figure la vaste constellation australe du Centaure ainsi que la plupart des étoiles visibles à l'œil nu par temps clair et par nuit noire. L'emplacement de Proxima Centauri, l'étoile la plus proche du Système Solaire, est entouré d'un cercle rouge. Proxima est trop faiblement lumineuse pour pouvoir être observée à l'œil nu. Toutefois, elle peut être aperçue au moyen d'un petit télescope. Crédit: ESO/IAU and Sky & Telescope
"Après avoir obtenu ces nouvelles observations, nous avons pu confirmer ce signal comme étant celui d'un nouveau candidat planète", déclare João Faria. "J'étais enthousiaste à l'idée de relever le défi de détecter un si petit signal et, ce faisant, de découvrir une exoplanète si proche de la Terre."
Avec à peine un quart de la masse de la Terre, Proxima d est l'exoplanète la plus légère jamais mesurée à l'aide de la technique des vitesses radiales, surpassant une planète récemment découverte dans le système planétaire L 98-59. La technique fonctionne en détectant de minuscules oscillations dans le mouvement d'une étoile créées par la force gravitationnelle d'une planète en orbite. L'effet de la gravité de Proxima d est si faible qu'il ne fait bouger Proxima Centauri que d'environ 40 centimètres par seconde (1,44 kilomètre par heure) d'avant en arrière.
Cette image du ciel autour de la brillante étoile Alpha Centauri AB montre également l'étoile bien plus faible de type naine rouge, Proxima Centauri, l'étoile la plus proche du Système Solaire. Cette image a été réalisée à partir de clichés du Digitized Sky Survey 2. Le halo bleu autour d'Alpha du Centaure AB est créé au cours du processus photographique, l'étoile est réellement de couleur jaune claire comme le Soleil. Crédit: Digitized Sky Survey 2 - Acknowledgement: Davide De Martin/Mahdi Zamani
"Cette découverte est extrêmement importante", déclare Pedro Figueira, scientifique chargé de l'instrument ESPRESSO à l'ESO au Chili. "Elle montre que la technique des vitesses radiales a le potentiel de dévoiler une population de planètes légères, comme la nôtre, qui devraient être les plus abondantes dans notre galaxie et qui peuvent potentiellement accueillir la vie telle que nous la connaissons."
"Ce résultat montre clairement ce dont ESPRESSO est capable et me fait m'interroger sur ce qu'il sera capable de trouver à l'avenir", ajoute João Faria.
La recherche d'autres mondes par ESPRESSO sera renforcée par l'Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO, actuellement en construction dans le désert d'Atacama, qui sera essentiel pour découvrir et étudier de nombreuses autres planètes autour d'étoiles proches.
Dans cette courte vidéo, nous présentons la découverte de la planète Proxima d autour de l'étoile la plus proche du Soleil. Crédit: ESO
Plus d'informations:
Cette recherche est présentée dans un article intitulée “A candidate short-period sub-Earth orbiting Proxima Centauri” (doi:10.1051/0004-6361/202142337) publié dans Astronomy & Astrophysics. https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2202/eso2202a.pdf