Alpha Centauri a-t-il des planètes habitables ? Webb pourrait régler le débat

Ensemble Alors que le télescope spatial Webb est sur le point de publier ses premières images et données en couleur, l’astronome du Jet Propulsion Laboratory Charles Beichman et son équipe profitent de l’occasion pour rechercher longuement une exoplanète en orbite autour de l’un de nos voisins stellaires les plus proches.

Alpha Centauri A n’est qu’à 4,4 années-lumière et a été largement étudié par les astronomes au fil des ans – mais s’il y a une planète en orbite autour d’une étoile proche, aucun télescope sur Terre ou dans l’espace n’en a encore trouvé la trace.

Les astronomes ont déjà mesuré à quel point Alpha Centauri A vacille, ce qui pourrait révéler l’attraction gravitationnelle d’une planète en orbite autour de l’étoile. Et ces mesures montrent qu’à l’intérieur d’environ trois unités astronomiques (une unité astronomique, ou UA, est la distance moyenne entre la Terre et le Soleil), il ne peut y avoir de très grande exoplanète – quoi que ce soit de la masse de Saturne ou plus. Il se peut qu’il n’y ait aucune planète là-bas.

Beichman et ses collègues prévoient donc de rechercher quelque chose que d’autres recherches auraient pu manquer : une exoplanète suffisamment petite pour éviter d’être détectée par les mesures de vitesse radiale, mais à peine assez grande pour (espérons-le) apparaître sur les instruments de Webb.

Quoi de neuf – L’équipe de Beichman est à la recherche d’une planète plus petite que Jupiter et Saturne, mais plus grande qu’Uranus. Inversement proportionnel. Plus précisément, ils recherchent quelque chose avec un rayon d’environ 36 000 kilomètres, soit environ la moitié de la largeur de Jupiter. Pour ce faire, ils utilisent le coronographe Webb Mid-Infrared Instrument (MIRI), qui bloque la lumière aveuglante d’Alpha Centauri A afin que MIRI puisse réellement voir la lumière infrarouge beaucoup plus faible de la planète voisine.

Il s’agit de l’instrument infrarouge moyen de Webb, ou MIRI, à l’échelle humaine, juste avant qu’il ne soit monté sur le télescope principal.Institut d’enseignement supérieur de Dublin

“Le programme est risqué pour un certain nombre de raisons”, explique Beichman. Webb n’est pas en danger, mais Beichman et son équipe mettent en jeu leur précieux temps d’observation, et le succès est loin d’être certain. Mais Beichman dit que le risque en vaut la peine s’il est possible de trouver une planète en orbite autour de l’étoile semblable au Soleil la plus proche de la Terre et de la photographier directement.

Premièrement, trouver une planète aussi petite et relativement petite repousse les limites de Webb, même avec toutes ses énormes spécifications.

“Deuxièmement, Alpha Centauri A est si brillant qu’il est difficile de pointer un télescope dessus car la caméra de direction de JWST est optimisée pour les étoiles les plus faibles, et non pour l’une des étoiles les plus brillantes du ciel”, explique Beichman. MIRI doit également faire face à la lumière parasite d’Alpha Centauri B, la danse binaire du système Alpha Centauri partenaire plus petit autour de son centre de gravité partagé.

Et parce qu’Alpha du Centaure est si proche de la Terre, il semble se déplacer plus rapidement dans le ciel. “JWST doit garder un œil attentif sur l’étoile pour la garder derrière le masque du coronographe et empêcher sa lumière de se répandre et de gâcher l’image”, explique Beichman.

“Nous avons des solutions à tous ces problèmes”, dit-il, “mais ensemble, ce sont des défis.”

Mais si des astronomes comme Beichman et ses collègues veulent rechercher des planètes dans la zone habitable d’Alpha Centauri A, ils devront relever le défi de trouver des cibles plus petites, car les mesures de vitesse radiale excluent toute plus grande que Saturne. Et relever ces défis offre de grandes récompenses scientifiques.

Pourquoi est-ce important – Trouver une planète en orbite autour d’Alpha Centauri A serait un coup majeur pour les astronomes, en particulier une dans la zone habitable d’une étoile semblable au Soleil.

Récemment, des astronomes ont repéré ce qui pourrait être une exoplanète rocheuse en orbite autour de Proxima Centauri, un autre membre du système stellaire complexe qui comprend également Alpha Centauri A et B. Proxima Centauri est encore légèrement plus proche de la Terre (dans ce cas, un peu d’environ 0,127 années-lumière ). Mais Proxima Centauri est une petite étoile froide appelée naine rouge, et les étoiles naines rouges sont connues pour lancer fréquemment des fusées dans l’espace chargées de radiations et de particules chargées qui pourraient être un anathème pour la vie sur les planètes environnantes.

D’autre part, Alpha Centauri A est une étoile très similaire à notre Soleil, et si nous voulons trouver un monde proche analogue au nôtre, c’est l’endroit le plus probable. Une planète de la taille que Beichman et ses collègues recherchent, environ la moitié du rayon de Jupiter, est peu susceptible d’être un monde habitable, principalement rocheux comme notre Terre, mais il y a toujours la possibilité d’un monde océanique de la taille de Neptune.

Voici le contexte – L’année dernière, une équipe d’astronomes dirigée par l’astronome de l’Université de l’Arizona Kevin Wagner (désormais co-investigateur de l’équipe de Beichman pour la prochaine recherche MIRI) a annoncé qu’elle avait repéré un point brillant de lumière infrarouge en orbite autour d’Alpha Centauri A. L’équipe a utilisé le Very Large Telescope au Chili, qui a un coronographe de type MIRI pour aider à filtrer la lumière brillante de l’étoile. Wagner et ses collègues ont nommé cette exoplanète candidate C1, et s’ils ont raison, c’est un monde de la taille de Neptune en orbite entre une et deux UA d’Alpha Centauri A.

Wagner et ses collègues ont publié leurs découvertes dans la revue Communication nature.

Cette image Hubble montre l’emplacement d’Alpha Centauri dans le ciel; l’encart X-ray montre Alpha Centauri A et Alpha Centauri B, dont la lumière ressemble à un seul point lumineux de la Terre.Nasa

Le télescope Webb peut aider à confirmer si C1, une tache infrarouge brillante dans les données du Very Large Telescope, est en fait une exoplanète ou autre chose, comme une ceinture d’astéroïdes ou un nuage de poussière réchauffé par la chaude lumière des étoiles d’Alpha Centauri A. Ce serait même une découverte intéressante.

“Même si nous ne trouvons pas de planète, il y a de fortes chances que nous trouvions une ceinture d’astéroïdes de matériaux poussiéreux chauffés par Alpha Centauri”, explique Beichman. “La ceinture d’astéroïdes est potentiellement un signe avant-coureur de l’existence de planètes plus petites et nous encouragerait à revenir et à poursuivre notre reconnaissance initiale.”

Et ensuite – Bien que Beichman et son équipe ne puissent pas mesurer la composition chimique de l’atmosphère de leur éventuelle exoplanète – il est peu probable qu’elle soit en orbite autour de son étoile d’origine – la découverte pourrait ouvrir la voie à une étude beaucoup plus détaillée des mondes extraterrestres proches.

“Si nous trouvons une planète, cette découverte ouvre la voie à de nombreuses années de recherches futures avec de grands télescopes au sol ou spatiaux qui pourraient être en mesure de caractériser la planète par spectroscopie et de rechercher des planètes encore plus petites”, explique Beichman.

Bien sûr, Alpha Centauri A – et toutes les exoplanètes que notre voisin pourrait abriter – n’est que le début de la longue recherche du télescope spatial Webb pour des mondes potentiellement habitables autour d’autres étoiles. Mais ce serait plutôt cool d’en trouver un si près de chez soi.

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