Les étoiles de type M, également appelées «naines rouges», sont devenues récemment une cible populaire pour les chasseurs d'exoplanètes. Cela est compréhensible étant donné le nombre considérable de planètes terrestres (c'est-à-dire rocheuses) qui ont été découvertes en orbite autour des étoiles naines rouges ces dernières années. Ces découvertes incluent l'exoplanète la plus proche de notre système solaire (Proxima b) et les sept planètes découvertes autour de TRAPPIST-1, dont trois en orbite dans la zone habitable de l'étoile.
La dernière découverte provient d'une équipe d'astronomes internationaux qui ont découvert une planète autour de GJ 625, une étoile naine rouge située à seulement 21 années-lumière de la Terre. Cette planète terrestre représente environ 2,82 fois la masse de la Terre (alias une "super-Terre") et orbite dans la zone habitable de l'étoile. Une fois de plus, les nouvelles de cette découverte soulèvent des questions quant à savoir si ce monde pourrait en effet être habitable (et aussi habité).
L'équipe internationale était dirigée par Alejandro Mascareño de l'Institut d'astrophysique des îles Canaries (IAC) et comprend des membres de l'Université de La Laguna et de l'Université de Genève. Leurs recherches ont également été soutenues par le Conseil national de recherche espagnol (CSIS), l'Institut d'études spatiales de Catalogne (IEEC) et l'Institut national d'astrophysique (INAF).
L'étude qui détaille leurs conclusions a récemment été acceptée pour publication par la revue Astronomie et astrophysique, et apparaît en ligne sous le titre «Une super-Terre sur le bord intérieur de la zone habitable du M-nain GJ 625 à proximité». Selon l'étude, l'équipe a utilisé des mesures de vitesse radiale du GJ 625 afin de déterminer la présence d'une planète qui a entre deux et trois fois la masse de la Terre.
Cette découverte faisait partie de l'enquête HArps-n Red Dwarf Exoplanet Survey (HADES), qui étudie les étoiles naines rouges pour déterminer la présence de planètes potentiellement habitables en orbite autour. Cette enquête repose sur l'instrument de recherche de planète à haute vitesse radiale de haute précision pour l'hémisphère nord (HARPS-N) - qui fait partie du télescope national Galileo de 3,6 mètres (TNG) de l'Observatoire Roque de Los Muchachos de l'IAC sur l'île de La Palma .
À l'aide de cet instrument, l'équipe a collecté des données spectroscopiques haute résolution du système GJ 625 sur une période de trois ans. Plus précisément, ils ont mesuré de petites variations de la vitesse radiale des étoiles, qui sont attribuées à l'attraction gravitationnelle d'une planète. Sur un total de 151 spectres obtenus, ils ont pu déterminer que la planète (GJ 625 b) était probablement terrestre et avait une masse minimale de 2,82 ± 0,51 masses terrestres.
De plus, ils ont obtenu des estimations de distance qui le placaient à environ 0,078 UA de son étoile et une estimation de période orbitale de 14,628 ± 0,013 jours. À cette distance, l'orbite de la planète la place juste dans la zone habitable du GJ 625. Bien sûr, cela ne signifie pas de manière concluante que la planète a des conditions propices à la vie à sa surface, mais c'est une indication encourageante.
Comme Alejandro Suárez Mascareño l'a expliqué dans un communiqué de presse de l'IAC:
«Le GJ 625 étant une étoile relativement froide, la planète est située au bord de sa zone d'habitabilité, dans laquelle de l'eau liquide peut exister à sa surface. En effet, en fonction de la couverture nuageuse de son atmosphère et de sa rotation, elle pourrait potentiellement être habitable ».
Ce n'est pas la première fois que le projet HADES détecte une exoplanète autour d'une étoile naine rouge. En fait, en 2016, une équipe de chercheurs internationaux a utilisé ce projet pour découvrir 2 super-Terres en orbite autour de GJ 3998, une naine rouge située à environ 58 ± 2,28 années-lumière de la Terre. Au-delà de HADES, cette découverte est une autre d'une longue lignée d'exoplanètes rocheuses qui ont été découvertes dans la zone habitable d'une étoile naine rouge voisine.
De telles découvertes sont très encourageantes car les naines rouges sont le type d'étoile le plus courant dans l'Univers connu, représentant environ 70% des étoiles dans notre seule galaxie. Combinés au fait qu'ils peuvent exister jusqu'à 10 000 milliards d'années, les systèmes de naines rouges sont considérés comme un candidat de choix dans la recherche d'exoplanètes habitables.
Mais comme pour toutes les autres planètes découvertes autour des étoiles naines rouges, il y a des questions non résolues sur la façon dont la variabilité et la stabilité de l'étoile pourraient affecter la planète. Pour commencer, les étoiles naines rouges varient en luminosité et libèrent périodiquement de gigantesques fusées éclairantes. En outre, toute planète suffisamment proche pour se trouver dans la zone habitable de l'étoile serait probablement verrouillée avec elle, ce qui signifie qu'un côté serait exposé à une quantité considérable de rayonnement.
À ce titre, des observations supplémentaires devront être faites sur ce candidat exoplanète en utilisant la méthode de transit éprouvée. Selon Jonay Hernández - professeur à l'Université de La Laguna, chercheur à l'IAC et l'un des co-auteurs de l'étude - les futures études utilisant cette méthode pourront non seulement confirmer l'existence de la planète et la caractériser, mais déterminez également s'il y a d'autres planètes dans le système.
"À l'avenir, de nouvelles campagnes d'observation d'observations photométriques seront essentielles pour tenter de détecter le transit de cette planète à travers son étoile, compte tenu de sa proximité avec le Soleil", a-t-il déclaré. "Il est possible qu'il y ait plus de planètes rocheuses autour de GJ 625 sur des orbites plus proches ou plus éloignées de l'étoile, et dans la zone d'habitabilité, que nous continuerons à peigner".
Selon Rafael Rebolo - l'un des co-auteurs de l'étude de l'Université de La Laguna, une recherche avec l'IAC et un membre du SCRS - les futures enquêtes utilisant la méthode du transit permettront également aux astronomes de déterminer avec un certain degré de certitude si le GJ 625 b a ou non l'ingrédient essentiel pour l'habitabilité - c'est-à-dire une atmosphère:
«La détection d'un transit nous permettra de déterminer son rayon et sa densité, et nous permettra de caractériser son atmosphère par la lumière transmise observer à l'aide de spectrographes haute résolution haute stabilité sur les CTG ou sur les télescopes de la prochaine génération dans l'hémisphère nord , comme le télescope de trente mètres (TMT) ».
Mais ce qui est peut-être le plus excitant de cette dernière découverte, c'est comment elle ajoute à la population de planètes extra-solaires dans notre voisinage cosmique. Compte tenu de leur proximité, chacune de ces planètes représente une opportunité majeure de recherche. Et comme le Dr Mascareño l'a déclaré à Space Magazine par e-mail:
«Alors que nous avons déjà trouvé plus de 3600 planètes extra-solaires, la population d'exoplanètes dans notre voisinage proche est encore quelque peu inconnue. À 21 ly du Soleil, GJ 625 est l'une des 100 étoiles les plus proches, et actuellement GJ 625 b est l'une des 30 exoplanètes les plus proches détectées et la 6e exoplanète potentiellement habitable la plus proche.
Une fois de plus, les enquêtes en cours sur les systèmes stellaires voisins fournissent de nombreuses cibles potentielles dans la recherche de la vie au-delà de notre système solaire. Et avec des télescopes terrestres et spatiaux de nouvelle génération rejoignant la recherche, nous pouvons nous attendre à trouver beaucoup, beaucoup plus de candidats dans les années à venir. En attendant, assurez-vous de regarder cette animation de GJ 625 b et de son étoile parente:
