Jeudi 7 juillet 2025
Une équipe internationale d’astronomes, incluant un chercheur et une chercheuse du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM – OSU Pythéas/CNRS, AMU, CNES), a détecté un signal qui pourrait être celui d’une planète géante autour de l’étoile Alpha du Centaure A, l’étoile semblable au Soleil la plus proche de nous. Bien que particulièrement difficile à observer et restant à confirmer, cet objet pourrait être ce qui se rapproche le plus des œuvres de science-fiction mettant en scène nos étoiles voisines, distantes de seulement 4 années-lumière.
Alpha du Centaure est un système chaotique formé de trois étoiles : un couple de deux étoiles comme le Soleil, Alpha du Centaure A et B, et une naine rouge plus éloignée, Proxima du Centaure. Du fait de sa grande proximité avec nous, ce système a été l’objet de nombreux fantasmes dans la culture populaire, y imaginant des planètes habitées. De nombreuses équipes scientifiques ont observé ce système pour tenter de vérifier la présence, ou non, de planètes, habitables ou non, dans ce système. Alors que trois exoplanètes ont été détectées autour de l’étoile naine Proxima, la recherche de planètes autour des étoiles Alpha du Centaure A et B s’avère particulièrement difficile.
Du fait de leur proximité à la Terre Alpha du Centaure A et B nous apparaissent parmi les plus brillantes du ciel austral et aveuglent donc les caméras des astronomes. Il faut utiliser des instruments avec des masques spéciaux pour atténuer leur luminosité, sans pour autant atténuer le rayonnement de potentielles exoplanètes autour. Ces instruments ne peuvent alors atténuer qu’une étoile à la fois, laissant la pleine lueur de la seconde étoile éblouir les nos instruments d’observation. Il faut alors développer des trésors d’ingéniosité pour analyser ces images et extraire le signal d’une potentielle planète perdue dans leur flot de lumière.
C’est ce qu’a tenté une équipe internationale d’astronomes menée par Charles Beichman (JPL et Caltech) à laquelle participe un chercheur et une chercheuse du LAM, dans une étude publiée aujourd’hui dans deux articles associés publiés aujourd’hui dans Astrophysical Journal Letters. Ils et elles ont utilisé pour cela l’instrument MIRI du télescope spatial James Webb qui est équipé de masques développés en France permettant l’atténuation d’étoiles et dont le domaine d’observation dans l’infrarouge moyen permet de détecter l’émission d’objets parmi les plus froids de l’univers.
Comme attendu, la détection n’a pas été facile : du fait de la luminosité extrême d’Alpha du Centaure A, il a fallu que les opérateurs du télescope développent une procédure d’observation spéciale pour l’aligner avec précision derrière le masque atténuateur. Puis, un intense travail de modélisation numérique a été réalisé par l’équipe pour reproduire et soustraire la contamination de l’étoile Alpha du Centaure B, et révéler les alentours de ce système. Tous ces efforts ont été payant, puisqu’un signal lumineux 10 000 fois plus faible qu’Alpha du Centaure A a été détecté. Ce signal pourrait correspondre à une exoplanète géante séparée de son étoile de seulement une à deux fois la distance Soleil-Terre.
Compte-tenu de la complexité de ces observations et malgré l’excitation de cette découverte, les astronomes ont tenu à réitérer l’observation pour s’assurer de la détection. Malgré deux nouvelles observations en février puis avril 2025, le signal n’a cependant pas été redétecté. En analysant toutes les orbites possibles à partir de la première observation de la potentielle planète, les astronomes ont calculé que compte-tenu de sa proximité avec Alpha du Centaure A, il y aurait 50% de chance que la planète soit passée trop proche de l’étoile au moment de ces deux nouvelles observations, et ait été également atténuée par le masque de l’instrument, si le premier signal correspond bien à une planète.
« C’est effectivement un scénario possible, qui s’est déjà produit pour la découverte d’autres exoplanètes. Il faut alors attendre que la planète passe de l’autre côté de l’étoile et ressorte du masque, ce qui peut prendre quelques mois pour une planète à cette distance. » commente Elodie Choquet, chercheuse au LAM et membre de l’équipe.
« On aurait bien sur préféré avoir deux autres détections solides pour confirmer la présence de la planète, mais c’est comme ça, on ne peut ni prédire la mécanique céleste, ni monopoliser le télescope James Webb pour faire des observations en continue d’Alpha du Centaure. Il faut attendre maintenant que la partie de cache-cache entre nous et la planète se termine, pour être surs·es qu’elle est bien là. »
C’est bien évidemment ce que l’équipe compte faire dans les prochains mois. Si confirmée, cette planète serait la plus proche de la Terre dans la « zone habitable » d’une étoile comme le Soleil, zone où de l’eau peut exister à l’état liquide. L’équipe précise cependant : cette potentielle planète serait une géante gazeuse, la vie telle qu’on la connait y serait impossible.
« Cette découverte reste à confirmer pour le moment. Mais si elle existe vraiment, nous l’observerons ensuite très certainement avec le télescope spatial Nancy Grace Roman, qui sera lancé par la NASA dans un an, et dans lequel le LAM est fortement impliqué. » continue Elodie Choquet. « Roman sera équipé de l’instrument atténuateur d’étoile le plus puissant au monde, et pourra analyser en détail l’atmosphère de cette planète. Ce sera en partie grâce au LAM, qui a fabriqué pour cet instrument des optiques d’une qualité de surface unique grâce à une technique de polissage développée par l’équipe de R&D du LAM. Ce savoir-faire a d’ailleurs été récompensé par le CNRS qui a attribué une médaille de Crystal à notre technicien polisseur, Michel Marcos, il y a tout juste 2 mois. »
Contacts Presse : Elodie Choquet, Nicolas Godoy, LAM
Communiqué de presse NASA/ STScI : https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-finds-new-evidence-for-planet-around-closest-solar-twin/
Crédits : NASA, ESA, CSA, Aniket Sanghi (Caltech), Chas Beichman (NExScI, NASA/JPL-Caltech), Dimitri Mawet (Caltech), Joseph DePasquale (STScI)
Cette image montre le système Alpha du Centaure vu par plusieurs observatoires terrestres et spatiaux : le Digitized Sky Survey (DSS), le télescope spatial Hubble de la NASA et le télescope spatial James Webb de la NASA. Alpha du Centaure A est la troisième étoile la plus brillante du ciel nocturne et l’étoile similaire au Soleil la plus proche de la Terre.
L’image DSS montre le système triple comme une seule source de lumière, tandis que Hubble distingue les deux étoiles Alpha du Centaure A et B, toutes deux semblable au Soleil.
L’image de l’instrument MIRI MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb, qui utilise un masque pour atténuer l’éblouissement d’Alpha du Centaure A, révèle une potentielle planète en orbite autour de l’étoile.
Credits: NASA, ESA, CSA, Aniket Sanghi (Caltech), Chas Beichman (NExScI, NASA/JPL-Caltech), Dimitri Mawet (Caltech)
Ces trois panneaux montrent la recherche menée par le télescope spatial James Webb de la NASA pour trouver une planète autour de l’étoile la plus proche du Soleil, Alpha du Centaure A. L’image initiale montre l’éblouissement lumineux d’Alpha du Centaure A et d’Alpha du Centaure B, puis le panneau central montre le système avec un masque placé devant Alpha du Centaure A pour bloquer sa luminosité. Cependant, la façon dont la lumière se courbe autour des bords du masque crée des ondulations lumineuses dans l’espace environnant. L’optique du télescope (ses miroirs et ses structures de support) provoque une interférence de la lumière avec elle-même, produisant des motifs circulaires et rayonnants. Ces motifs lumineux complexes, associés à la lumière provenant de l’étoile voisine Alpha du Centaure B, rendent extrêmement difficile la détection de planètes faibles. Dans le panneau de droite, les astronomes ont soustrait les motifs connus (à l’aide d’images de référence et d’algorithmes) afin de nettoyer l’image et de révéler des sources faibles telles que la planète candidate.
Crédit pour l’illustration d’artiste en tête d’article:NASA, ESA, CSA, STScI, Robert L. Hurt (Caltech/IPAC)
Vue d’artiste qui montre à quoi pourrait ressembler une géante gazeuse en orbite autour d’Alpha du Centaure A. Les observations d’Alpha du Centaure A réalisées à l’aide du télescope spatial James Webb de la NASA indiquent la présence potentielle d’une géante gazeuse, d’une masse similaire à celle de Saturne, en orbite autour de l’étoile à une distance environ deux fois supérieure à celle qui sépare le Soleil de la Terre. Dans cette illustration, Alpha du Centaure A est représentée en haut à gauche de la planète, tandis que l’autre étoile similaire au Soleil du système, Alpha du Centaure B, se trouve en haut à droite. Notre Soleil est représenté par un petit point lumineux entre ces deux étoiles.
