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Proxima b : l’exoplanète habitable la plus proche de la Terre

Proxima b : l’exoplanète habitable la plus proche de la Terre

Proxima b tourne autour de la naine rouge Proxima Centauri, l’étoile la plus proche de la Terre à 4,25 années-lumière. Cette exoplanète n’est ni trop loin ni trop près de son soleil, donc l’eau liquide peut exister à sa surface.

Le 24 août, un groupe international d’astronomes nommé Pale Red Dot a annoncé avoir détecté la présence d’une exoplanète autour de la naine rouge Proxima Centauri. Cette étoile est la plus proche de la Terre et elle est située à 4,25 années-lumière. Son exoplanète a été cataloguée Proxima b et elle orbite dans ce qu’on appelle la zone habitable

Proxima b en zone habitable

Les exoplanètes sont des mondes qui tournent autour d’autres soleils que le nôtre. On en dénombre aujourd’hui près de 3500 dont une vingtaine sont situés en zone habitable, c’est-à-dire la distance de leur étoile où l’eau liquide peut exister à leur surface (plus près il fait trop chaud, et plus loin il fait trop froid). Il s’agit bien évidemment d’une évaluation théorique car d’autres facteurs entrent en jeu (présence ou non d’une atmosphère, activité de l’étoile, etc.).
Tout indique que Proxima b est située en zone habitable de son étoile bien qu’elle en soit très proche à seulement 7 millions de kilomètres de distance, soit une vingtaine de fois plus près que la Terre ne l’est du Soleil ! Conséquence, les années sont très courtes sur Proxima b puisqu’elles ne durent que 11,2 jours terrestres. Sa masse est estimée comparable à celle de la Terre, environ 1,3 fois (fourchette basse).

Proxima b - ESO

Graphique qui explique la position de Proxima b autour de son étoile en la comparant avec celle de Mercure autour du Soleil.
Crédit : ESO/M. Kornmesser/G. Coleman – Heddryin (CC BY 4.0)

La découverte de ce qui est l’exoplanète la plus proche de la Terre est l’œuvre d’un groupe international d’astronomes appelé Pale Red Dot (un hommage au livre Pale Blue Dot de l’astronome américain Carl Sagan). Au sein de ce groupe, une équipe dirigée par Guillem Anglada-Escudé de la Queen Mary University of London a effectué plusieurs observations, notamment avec le télescope de 3,6 m de l’European Southern Observatory (ESO) à La Silla au Chili. C’est ainsi que Proxima b a été trouvée grâce à la méthode de la vitesse radiale : on ne voit pas la planète, mais le fait qu’elle perturbe son étoile en tournant autour d’elle.

Proxima - La Silla

Le ciel austral avec en avant-plan l’observatoire ESO de La Silla qui a permis la découverte de Proxima b. La carte incrustée montre les constellations, la position d’Alpha Centauri et celle de Proxima, l’étoile de Proxima b.
Crédit : Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani

Même si elle en est très proche, Proxima b évolue dans la zone habitable de son étoile car il s’agit d’une naine rouge 7 fois plus petite que notre Soleil. On comprend en effet aisément que si l’étoile est plus petite et dégage moins d’énergie, il faut en être plus près pour recevoir de quoi maintenir à la surface des températures compatibles avec la présence d’eau liquide. Toutefois, cela ne suffit pas : il faut qu’une atmosphère existe et que la pression soit suffisante. Le cas de l’habitabilité de cette exoplanète se complique d’un autre facteur : proche de son étoile, elle est probablement l’objet d’un verrouillage gravitationnel, ce qui signifie qu’elle présente toujours la même face vers son astre du jour (à l’image de la Lune qui offre la même face à la Terre). On imagine alors Proxima b à moitié surchauffée et à moitié très froide avec éventuellement une zone intermédiaire où, là, l’eau liquide serait possible. Reste une autre difficulté : une étoile de type naine rouge, bien que petite, connaît une forte activité. À 7 millions de km, Proxima b reçoit beaucoup plus de rayonnements dangereux (notamment ultraviolets et X) que la Terre.

Proxima b - ESO

Image d’artiste de Proxima b. De tels mondes sont encore trop loin pour en obtenir de telles vues. Afin de communiquer autour de la découverte d’une exoplanète (qui résulte de l’analyse de mesures complexes), les institutions demandent à des graphistes une illustration.
Crédit : ESO/M. Kornmesser

Explorer Proxima b avec une sonde ?

On le constate, l’habitabilité de Proxima b est une éventualité et non une certitude. C’est tout de même l’exoplanète en zone habitable de son étoile la plus proche de la Terre, et de loin. Étant donné qu’elle ne passe pas devant son étoile vue depuis la Terre, il est pour le moment impossible de déterminer si elle possède une atmosphère. De futurs observatoires en projet ou construction (comme l’E-ELT européen de 39 m de diamètre au Chili ou le futur télescope spatial JWST de la NASA) pourront peut-être permettre d’en savoir plus.
Mais à «seulement» 4,25 années-lumière de nous, Proxima b ne constituerait-elle pas une destination de choix pour une sonde ? Hélas, avec les moyens actuels, le voyage de l’explorateur robotique se chiffrerait en dizaines de milliers d’années… Décidé à vaincre cet écueil, le milliardaire russe Youri Milner, via sa fondation Breakthrough Initiatives, va consacrer 100 millions de dollars au projet Starshot qui bénéficie de cautions scientifiques prestigieuses dont celle du physicien britannique Stephen Hawking. L’idée consiste à envoyer vers le système triple d’Alpha Centauri une micro-sonde attachée à une voile solaire accélérée grâce au tir de puissants émetteurs lasers au sol. Atteignant une vitesse équivalente à 20 % de celle de la lumière, l’engin arriverait à destination au bout d’une vingtaine d’années et signerait alors la première exploration d’un autre système stellaire. Les images et données recueillies par cette sonde seraient transmises vers la Terre (signal radio ou émission laser) et mettraient 4,25 années à nous parvenir. Ci-dessous, la vidéo officielle de présentation.

Starshot avait logiquement choisi le système stellaire le plus proche, à savoir Alpha Centauri (dont Proxima fait partie), mais avant que l’annonce officielle de Proxima b ne soit faite. Nul doute que cette actualité peut servir à démontrer la pertinence de cette initiative. Pour autant, ce n’est pas tout de suite que la micro-sonde de Starshot s’envolera vers Proxima b. Les 100 millions de dollars sont en effet largement insuffisants pour concevoir et construire la sonde (qui demande des efforts considérables de miniaturisation) ou l’armada de lasers à haute puissance qui couvrira une surface de 1 kilomètre carré et qui aura besoin d’autant d’électricité qu’un pic de consommation d’un pays comme la France. La fondation de Youri Milner précise d’ailleurs qu’il ne s’agit pas de réaliser la mission, mais bien de favoriser la mise au point des technologies nécessaires. Un rêve peut-être encore lointain, mais que certains pensent à portée de main.

Proxima b - ESO

La surface de Proxima b imaginée par les illustrateurs de l’ESO. Dans le futur, pourra-t-on envoyer une sonde vers un monde aussi lointain ?
Crédit : ESO/M. Kornmesser