Des astronomes ont identifié une exoplanète rocheuse potentiellement habitable à seulement 25 années-lumière de la Terre, soit à l’échelle galactique un voisin relativement proche. Catégorisée comme une super-Terre, elle orbite à la limite de la zone habitable d’une naine rouge et pourrait abriter une atmosphère et de l’eau liquide à sa surface. Cette découverte ajoute un nouveau candidat à la liste des rares exoplanètes potentiellement habitables et proches de la Terre.
La détection d’exoplanètes s’effectue principalement par l’observation de leur transit devant leurs étoiles hôtes. Lorsque les planètes passent devant leurs étoiles par rapport à notre point d’observation (depuis la Terre donc), il se produit une fluctuation mesurable de la lumière de ces étoiles. L’analyse de ces fluctuations permet aux astronomes d’en mesurer différentes caractéristiques, telles que leur rayon. La masse est généralement déterminée grâce à des mesures de vitesses radiales ou à d’autres méthodes complémentaires.
Cependant, si cette technique a permis l’identification de milliers d’exoplanètes, elle est peu adaptée aux exoplanètes rocheuses de masse comparable à celle de la Terre et orbitant autour d’étoiles semblables au Soleil. En particulier, la détection directe d’exoplanètes tempérées de type terrestre et orbitant autour d’étoiles naines constitue un défi de longue date même pour les grands télescopes.
Cela s’explique par le fait que les planètes situées dans leur zone habitable se trouvent très près de leur étoile, ce qui rend leur séparation angulaire extrêmement faible et donc difficile à résoudre en imagerie directe. Même pour les télescopes de 30 mètres de diamètre, les cibles doivent généralement se situer à moins de 10 parsecs du Système solaire pour que l’imagerie directe soit possible.
Or, les exoplanètes rocheuses situées dans la zone habitable de leur étoile sont les plus susceptibles de disposer d’une atmosphère suffisamment dense pour abriter de l’eau liquide, un élément essentiel à l’habitabilité d’une planète. Des chercheurs codirigés par l’Université de Californie à Irvine (UC Irvine), affirment avoir identifié l’une de ces planètes dans un système situé à 25 années-lumière.
« Celle-ci est passionnante », a déclaré Paul Robertson, professeur associé d’astronomie à l’UC Irvine et auteur principal de la nouvelle étude, dans un communiqué. « C’est l’un de nos plus proches voisins cosmiques. 25 années-lumière, cela peut paraître une grande distance, mais la Voie lactée mesure environ 100 000 années-lumière de diamètre ; de ce point de vue, c’est notre voisin immédiat. »
Une super-Terre reclassée grâce à de nouvelles mesures
Baptisée GJ 3378b, l’exoplanète identifiée par l’équipe de Robertson orbite autour d’une naine rouge située dans la constellation de la Girafe. Détectée pour la première fois en 2024 à l’aide du télescope Canada-France-Hawaii installé à Mauna Kea, elle n’a pas été observée en transit mais plutôt par le biais de son attraction gravitationnelle sur son étoile.
L’attraction gravitationnelle de GJ 3378b provoque une légère fluctuation de l’étoile autour de son centre de gravité commun avec la planète. Cette fluctuation se traduit par un décalage Doppler mesurable dans la lumière de l’étoile, que les astronomes peuvent ensuite utiliser pour déduire la masse minimale de la planète.
Lors de sa découverte, sa masse était estimée à 5,26 fois celle de la Terre, la classant ainsi parmi les planètes de type « mini-Neptune », plus grandes que les planètes rocheuses et généralement dotées d’une épaisse enveloppe de gaz. Cependant, les mesures de la nouvelle étude effectuées avec le spectromètre proche infrarouge HPF du télescope Hobby-Eberly (HET) de l’observatoire McDonald, et croisées avec celles du spectromètre NEID du télescope WIYN de l’observatoire national de Kitt Peak en Arizona, indiquent des caractéristiques différentes.
Les analyses de Robertson et ses collègues indiquent que sa masse est de 2,3 fois celle de la Terre, la catégorisant ainsi comme une super-Terre. Sa période orbitale, quant à elle, serait de 21 jours au lieu des 25 jours initialement mesurés. Cela signifie que la planète est plus proche de son étoile qu’on ne le pensait et est située à la limite de la zone habitable de l’étoile.
« Cette super-Terre reçoit environ 90 % du rayonnement de son étoile hôte que la Terre reçoit du Soleil, elle se trouve donc dans la zone idéale », indique Robertson. Cependant, bien que la planète soit incluse dans la zone habitable, la question de savoir si elle possède une atmosphère suffisamment dense pour abriter de l’eau liquide à sa surface demeure incertaine.
Une cible idéale pour la recherche de biosignatures
Les astronomes estiment toutefois que cette planète constitue une cible prometteuse pour de futures observations. « Notre objectif ultime, ce sont les biosignatures », a déclaré le coauteur de l’étude, Michael Endl, astronome à l’Université du Texas à Austin, dans un communiqué distinct. « Nous voulons vraiment savoir si nous sommes seuls dans l’univers. Nous sommes encore en phase d’exploration de notre voisinage solaire, cherchant à identifier les planètes autour des étoiles les plus proches, car ce seront les plus faciles à explorer pour détecter une biosignature. »
Le satellite Habitable Worlds Observatory de la NASA, dont le lancement est prévu dans les années 2040, permettra d’imager directement des planètes comme GJ 3378b afin de confirmer ou d’infirmer la présence d’une atmosphère. Les résultats de l’étude sont détaillés dans The Astrophysical Journal.
