Cette
vue d'artiste représente un coucher de Soleil vu depuis la super-Terre
Gliese 667Cc. L'étoile la plus lumineuse dans le ciel est la naine rouge
Gliese 667 C, qui fait partie s'un système d'étoiles triple. Les deux
autres étoiles plus distantes, Gliese 667 A et B apparaissent également à
droite dans le ciel. Les astronomes ont estimé qu'il y avait des
dizaines de milliards de mondes rocheux tels que celui-ci en orbite
autour de naines rouges peu brillantes, rien que dans la Voie Lactée.
© ESO/L. Calçada
L'étoile Gliese 667C a fait l'objet de nombreuses études. Dotée d'une masse équivalente au tiers de la masse du Soleil, elle appartient à un système stellaire triple noté Gliese 667 (ou bien encore GJ 667) situé à 22 années-lumière, dans la constellation du Scorpion. Elle se situe donc dans le voisinage immédiat de notre Soleil, à bien plus grande proximité que les systèmes d'étoiles étudiés au moyen de télescopes tel que le télescope spatial chasseur d'exoplanètes Kepler.
Des études antérieures de Gliese 667C ont montré que l'étoile abrite trois planètes (eso0939, eso1214) dont l'une se situe en zone habitable. Une équipe d'astronomes menée par Guillem Anglada-Escudé de l'Université de Göttingen en Allemagne et Mikko Tuomi de l'Université de Hertfordshire au Royaume-Uni, a récemment réexaminé le système au moyen de nouvelles observations effectuées par l'instrument HARPS et de données issues d'autres télescopes[1] et a ainsi complété le tableau existant. Ils ont trouvé les preuves de l'existence de sept planètes autour de l'étoile[2]. Ces planètes sont en orbite autour de la troisième étoile la plus faible d'un système stellaire triple. Les deux autres soleils constitueraient une paire d'étoiles très brillantes visibles en plein jour et aussi lumineuses que la pleine Lune durant la nuit. Les nouvelles planètes viennent compléter la zone habitable de Gliese 667C – il n'existe pas en effet d'autre orbite planétaire stable située à une distance appropriée de l'étoile.
"Nous savions, d'après des études antérieures, que l'étoile était entourée de trois planètes, nous voulions donc vérifier l'éventuelle existence d'autres planètes", nous dit Tuomi. "En ajoutant de nouvelles observations et en revisitant les données existantes, nous avons été en mesure de confirmer l'existence de ces trois corps et d'en découvrir de nouveaux. Trouver trois planètes de faible masse dans la zone habitable de l'étoile s'est révélé être très excitant !"
Trois de ces planètes se sont avérées être des super-Terres – des planètes plus massives que la Terre mais moins massives que des géantes telles qu'Uranus et Neptune – qui occupent la zone habitable de l'étoile, une mince bande située autour de l'étoile et au sein de laquelle l'eau est susceptible d'être présente à l'état liquide si les conditions sont propices. C'est la toute première fois que trois planètes de ce type ont été repérées dans cette zone d'un même système[3].
http://www.eso.org/public/france/videos/eso1328b/
Cette séquence vidéo est une vue d'artiste de l'étoile hôte (Gliese 667C) depuis l'exoplanète Gliese 667Cd. Au fond à droite figurent les étoiles plus distantes du système triple (Gliese 667A et Gliese 667B) et à gauche l'une des autres planètes nouvellement découvertes, Gliese 667Ce, apparaît sous forme de croissant. Trois des planètes de ce système sont des super-Terres occupant une région autour de l'étoile au sein de laquelle l'eau est susceptible d'exister à l'état liquide, ce qui en fait des candidates potentielles à l'habitabilité. Il s'agit là de la toute première découverte d'un système constitué d'une zone habitable remplie de planètes.
Crédit : ESO/M. Kornmesser
"La probabilité de trouver des planètes potentiellement habitables dans notre galaxie est d'autant plus grande que plusieurs d'entre elles sont en orbite autour d'une seule et même étoile de faible masse – nous savons à présent qu'il nous suffit d'observer une seule étoile pour découvrir plusieurs planètes plutôt que d'observer dix étoiles à la recherche d'une seule planète potentiellement habitable" ajoute Rory Bames (Université de Washington, Etats-Unis), co-auteur de l'étude.
Les systèmes compacts qui entourent des étoiles semblables à notre Soleil sont abondants dans la Voie Lactée. Les planètes qui sont en orbite à proximité d'une étoile hôte de ce type sont très chaudes et certainement inhabitables. Mais cela n'est pas le cas des étoiles plus froides telles que Gliese 667C. Dans ce cas, l'intégralité de la zone habitable se situe à l'intérieur d'une orbite de dimension semblable à celle de Mercure, à plus grande proximité de l'étoile hôte donc. Le système Gliese 667C constitue le premier exemple d'un système constitué d'une étoile de faible masse et de planètes vraisemblablement rocheuses situées dans la zone habitable.
Le scientifique de l'ESO responsable de l'instrument HARPS, Gaspare Lo Curto, ajoute : "Ce passionnant résultat a été en grande partie obtenu grâce à la puissance de HARPS, de son logiciel associé, et souligne toute l'importance des archives de l'ESO. Il est très gratifiant de voir plusieurs groupes de chercheurs indépendants exploiter cet instrument unique et atteindre la précision ultime".
Et Anglada-Escudé de conclure : "Ces nouveaux résultats montrent à quel point il peut être intéressant de procéder à une nouvelle analyse de données et de combiner les résultats obtenus par différentes équipes au moyen de divers télescopes".
Notes
- L'équipe a utilisé des données issues du spectrographe UVES installé sur le Très Grand Télescope – le VLT - de l'ESO au Chili (afin de déterminer avec précision les propriétés de l'étoile), le spectrographe chercheur de planètes (PFS) Carnegie qui équipe le télescope Magellan II de 6,5 mètres de l'Observatoire Las Campanas au Chili, le spectrographe HIRES installé sur le télescope Keck de 10 mètres au Maunea Kea à Hawaï, ainsi que de nombreuses archives de HARPS (le chercheur de planètes de grande précision utilisant la méthode des vitesses radiales) qui équipe le télescope de 3,6 mètres de l'ESO au Chili (ces données ont été compilées en 2003-10 par le programme M dwarf de X. Bonfils et M. Mayor, décrit ici).
- L'équipe a examiné les données de vitesse radiale de Gliese 667C, une méthode bien souvent utilisée pour traquer les exoplanètes. Afin d'isoler les signaux planétaires, elle a effectué une analyse statistique robuste de type Bayésien. Les cinq premiers signaux sont sans ambiguïté, le sixième demande confirmation et le septième beaucoup plus hasardeux. Ce système est composé de trois super-Terres situées en zone habitable, de deux planètes chaudes à proximité de l'étoile et de deux planètes plus froides situées à plus grande distance. Les planètes situées en zone habitable et celles situées à proximité de l'étoile ont sans doute toujours la même face orientée en direction l'étoile, de sorte que la durée de leur jour égale celle de leur année, l'une des faces étant en permanence éclairée par le soleil et l'autre baignant dans la pénombre.
- Dans le système solaire, Vénus orbite à proximité de la frontière intérieure de la zone habitable et Mars à proximité de la frontière extérieure. L'extension précise de la zone habitable dépend de nombreux facteurs.
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