Les découvertes d’exoplanètes arrivent à grands pas cette semaine, alors que les astronomes ont annoncé lundi dernier un nouvel ensemble de mondes curieux lors de la 224e réunion de la Société américaine d’astronomie qui se tient à Boston, dans le Massachusetts.
Maintenant, créez deux autres mondes pour une célèbre étoile naine rouge dans notre propre col des bois galactiques. Une équipe internationale d’astronomes, dont cinq chercheurs de la Carnegie Institution, a annoncé la découverte cette semaine de deux exoplanètes en orbite autour de l’étoile de Kapteyn, distantes d’environ 13 années-lumière. La découverte a été faite en utilisant les données du spectromètre HIRES de l’Observatoire Keck à Hawaï, ainsi que du Spectromètre de recherche de planètes de l’Observatoire Magellan / Las Campanas et de l’installation de La Silla de l’Observatoire Européen Austral, tous deux situés au Chili.
Les astronomes de la Carnegie Institution impliqués dans la découverte étaient Pamela Arriagada, Ian Thompson, Jeff Crane, Steve Shectman et Paul Butler. Les planètes ont été discernées à l’aide de mesures de vitesse radiale, une technique de chasse aux planètes qui recherche de minuscules changements périodiques dans le mouvement d’une étoile causés par le tir gravitationnel d’un compagnon invisible.
« Que nous puissions faire des mesures aussi précises d’effets aussi subtils est une véritable merveille technologique », a déclaré Jeff Crane des Observatoires Carnegie.
L’étoile de Kapteyn (prononcé étoile de Kapt-I-ne) a été découverte par l’astronome néerlandais Jacobus Kapteyn lors d’une étude photographique du ciel de l’hémisphère sud en 1898. À l’époque, elle avait le mouvement propre le plus élevé de toute étoile connue à plus de 8 « secondes d’arc par an — l’étoile de Kapteyn déplace le diamètre d’une Pleine Lune dans le ciel tous les 225 ans — et a conservé cette distinction jusqu’à la découverte de l’Étoile de Barnard en 1916. Environ un tiers de la masse de notre Soleil, l’étoile de Kapteyn est une naine rouge de type M et est l’étoile halo la plus proche de notre propre système solaire. On pense que ces étoiles sont les vestiges d’une ancienne galaxie elliptique qui a été déchiquetée et ensuite absorbée par notre propre galaxie de la Voie lactée au début de son histoire. Sa vitesse relative élevée et son orbite rétrograde identifient l’étoile de Kapteyn comme membre d’un groupe d’étoiles en mouvement résiduel, dont le noyau pourrait avoir été le glorieux amas d’étoiles Omega Centauri.
Les mondes de l’Étoile de Kapteyn se révèlent également curieux.
« Nous avons été surpris de trouver des planètes en orbite autour de l’étoile de Kapteyn », a déclaré l’auteur principal, le Dr. Guillem Anglada-Escude, un ancien post-doc de Carnegie maintenant à l’Université Queen Mary de Londres. « Les données précédentes montraient un mouvement irrégulier, nous recherchions donc des planètes de très courte période lorsque les nouveaux signaux sont apparus haut et fort. »
Il est curieux que des étoiles proches telles que l’étoile de Kapteyn, de Teegarden et de Barnard, bien que le site de nombreuses premières revendications controversées d’exoplanètes antérieures aux années 1990, n’aient jamais rejoint les rangs des mondes connus qui se trouvent actuellement à 1 794 et comptant jusqu’aux découvertes de Kapteyn B et C. L’étoile de Kapteyn est la 25e plus proche de la nôtre et est située dans la constellation australe du Pictor. Et si le nom semble familier, c’est parce qu’il a fait notre liste récente d’étoiles naines rouges pour les télescopes d’arrière-cour. Brillant à la magnitude +8.9, L’étoile de Kapteyn est visible de 40 degrés de latitude nord-sud.
Kapteyn B et C sont tous deux soupçonnés d’être des super-Terres rocheuses, d’une masse minimale de 4,5 et 7 fois celle de la Terre respectivement. Kapteyn B orbite autour de sa principale une fois tous les 48,6 jours à 0,168 A.U.S de distance (environ 40% de la distance de Mercure de notre Soleil) et Kapteyn C orbite une fois tous les 122 jours à 0,3 A.U.s de distance.
C’est vraiment intrigant, car Kapteyn B se trouve dans la zone habitable de son étoile hôte. Bien que plus froide que notre Soleil, la zone habitable d’une naine rouge est beaucoup plus proche de ce que nous apprécions dans notre propre système solaire. Et bien que de tels mondes puissent avoir à faire face à des éruptions de stérilisation du monde, des études récentes suggèrent que la convection atmosphérique associée au verrouillage des marées pourrait permettre à de l’eau liquide d’exister sur de tels mondes à l’intérieur de la « ligne de neige ».
Et ajoutez à cela le fait que l’étoile de Kapteyn est estimée à 11,5 milliards d’années, comparativement à l’âge de l’univers à 13,7 milliards d’années et à notre propre Soleil à 4,6 milliards d’années. Les naines rouges avares mesurent leur durée de vie future en milliards d’années, bien plus que l’âge actuel de l’univers.
» Trouver un système planétaire stable avec une planète potentiellement habitable en orbite autour de l’une des étoiles les plus proches du ciel est époustouflant « , a déclaré Pamela Arriagada, deuxième auteure et chercheuse postdoctorale à Carnegie. « C’est une preuve de plus que presque toutes les étoiles ont des planètes et que les planètes potentiellement habitables dans notre galaxie sont aussi communes que des grains de sable sur la plage. »
Bien sûr, les mesures de vitesse radiale ne vous donnent que des contraintes de masse plus faibles, car nous ne connaissons pas l’inclinaison des orbites des planètes par rapport à notre ligne de visée. Pourtant, cette découverte passionnante pourrait potentiellement se classer comme la plus ancienne super-Terre habitable encore découverte, et constituerait une excellente cible de suivi pour les efforts d’imagerie directe ou le télescope spatial TESS qui devrait être lancé en 2017.
« Cela vous fait vous demander quel genre de vie a pu évoluer sur ces planètes sur une si longue période », a ajouté le Dr Anglada-Escude. Et certainement, les mondes de l’Étoile de Kapteyn ont eu une période de temps beaucoup plus longue pour que l’évolution s’installe que la Terre… une perspective passionnante, en effet!
– Lisez la courte pièce de science-fiction de l’auteur Alastair Reynolds, Sad Kapteyn, accompagnant l’annonce de cette semaine.
