La super-terre gelée dans l'orbite de l'étoile de Barnard: que cache notre "voisin"?

Chaque nuit, tri des étoiles, des astronomess'approchant pour découvrir à quel point notre univers est plein - ou du moins notre galaxie. Un quart de siècle après la découverte des premières exoplanètes sur les orbites d'autres étoiles, les données statistiques ont montré qu'en moyenne, chaque étoile de la Voie lactée devrait avoir au moins une planète à ses côtés. Si vous regardez assez attentivement pendant longtemps à proximité de chaque étoile individuelle de notre galaxie, tôt ou tard, vous trouverez presque certainement quelque chose.

Certains objets dans l'espace semblent très proches, bien qu'ils soient très éloignés.

Mais même un univers surpeuplé peut êtreendroit solitaire. Notre voie lactée riche en planète peut être complètement sans vie. De tous les mondes connus de la galaxie, seule une poignée de planètes ressemblent à la Terre en taille et en position sur orbite - c'est-à-dire qu'elles se trouvent dans la «zone de Boucle d'or», conditionnellement viable. Un tel monde ne devrait pas être trop grand, ni trop petit, ni trop chaud ni trop froid pour maintenir l'état de l'eau liquide et la vie à sa surface. Au lieu de cela, la plupart des planètes de la Voie lactée ne correspondent à aucune notion de vitalité: ce sont des "super-terres", qui sont plus grandes que notre planète, mais plus petites que Neptune. Il n'y a pas de super-Terres qui ont tourné autour de notre Soleil et pourraient être étudiées directement, il est donc très difficile de savoir comment elles se comportent autour des autres étoiles. Quoi qu'il en soit, conduire l'aptitude à la vie dans un cadre étroit, étant donné le peu que nous en savons, semble très naïf.

Le contenu

• 1 zone Boucle d'or
• 2 SuperEarth congelés
• 3 Histoire de l'espace
• 4 Comment photographier des objets spatiaux?

Zone Boucle d'or

Essayer de faire face à ces astrobiologiquesEn énigmes, les scientifiques rêvent de nouvelles générations de télescopes et d'engins spatiaux pour trouver et étudier les signes de vie et la vie possible en dehors du système solaire.

Mais les preuves réfutent le solitaire, maisun univers bondé, peut-être à bout de bras, parlant le langage des étoiles. En 2016, des études ont montré qu'une planète de la taille de la Terre est très proche, en orbite modérée près du plus petit membre de la famille Alpha Centauri, un système à trois étoiles à 4,4 années-lumière de notre Soleil. De plus, une autre recherche fastidieuse du voisin le plus proche de notre système solaire, les étoiles de Barnard, à environ six années-lumière de nous, a également révélé une planète appropriée. Il s'agit d'une grande super-terre froide appelée l'étoile de Barnard b.

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Une équipe internationale de plus de 60 astronomes,À l'aide d'observatoires du monde entier, j'ai détaillé la découverte de la planète dans le numéro du 14 novembre de Nature (nous avons brièvement mentionné cette découverte). Tout cela ouvre la porte à de futures recherches - et comparaisons - de deux planètes familières et en même temps étrangères à nous à côté du système solaire.

Super terre gelée

"Si vous vivez dans une ville avec un million d'habitants, vousvous n'avez pas besoin de rencontrer chacun d'eux, mais vous voudrez peut-être rencontrer vos voisins les plus proches », explique Ignacy Ribas, auteur principal de l'étude, un astronome de l'Institut de recherche spatiale de Catalogne en Espagne. «C'est exactement ce que nous faisons avec les systèmes planétaires des étoiles qui nous entourent. Sinon, nous ne pourrions pas répondre aux grandes questions. Comment notre système solaire et notre terre s'intègrent-ils au reste de la galaxie? Y a-t-il d'autres planètes habitées ou inhabitées? Barnard’s Star ne nous donne pas encore de réponses à ces questions, mais nous raconte une partie de l’histoire que nous aimerions connaître. »

Situé dans la constellation Ophiuchus, l'étoileBarnard est si faible en lumière visible qu'il ne peut pas être vu à l'œil nu. Cependant, elle est la favorite des astronomes depuis 1916, lorsque les mesures ont montré que son mouvement apparent dans le ciel était supérieur à celui de toute autre étoile par rapport à notre Soleil - il s'ensuit qu'elle est extrêmement proche de l'espace. La proximité d'une étoile avec nous n'est que temporaire - dans des dizaines de milliers d'années, sa trajectoire l'éloignera de la liste des étoiles les plus proches de notre système solaire.

Selon Ribas et ses collègues, la planète candidateau moins trois fois plus lourd que le nôtre et tourne sur une orbite de 233 jours autour de son étoile. Dans notre système, il se trouverait dans l'orbite de Vénus, mais l'étoile de Barnard est une étoile naine rouge relativement petite et sombre. Cela signifie que son compagnon est près de la «ligne de neige», une frontière au-delà de laquelle l'eau sera presque certainement sous forme de glace gelée. On pense que cette zone près des étoiles est remplie de planètes, mais cela reste à voir avec certitude.

L'étoile Barnard b devrait recevoir 2% de celala lumière stellaire que la Terre reçoit du Soleil est suffisante pour que la température de surface soit de -150 degrés Celsius. Probablement, suggère Ribas, la planète est solide et recouverte d'une épaisse couche de glace, sa surface ressemble à celle des lunes gelées de Jupiter et de Saturne. Les perspectives de vie sur un tel monde seront très éloignées - à moins, bien sûr, qu'il n'y ait un océan souterrain, qui est soutenu à l'état liquide par la chaleur interne. Dans ce cas, les intestins doivent rester chauds pendant très longtemps - l'âge de la planète devrait se situer entre six et onze milliards d'années. En comparaison, la Terre a quatre milliards et demi d'années.

Soit dit en passant, voici à quoi ressemble notre planète par rapport à d'autres objets.

Alternativement, une planète peut êtrerecouvert d'une épaisse couverture isolante de l'hydrogène restant après la naissance dans le disque rotatif de gaz et de poussière autour de l'étoile. Bien que l'hydrogène sur des mondes plus petits et plus chauds doive être dispersé dans l'espace, les super-Terres dans des orbites froides peuvent le maintenir assez longtemps pour que le gaz déclenche un effet de serre massif qui réchauffe la planète. Si ce mécanisme est lancé sur l'étoile b de Barnard ou sur d'autres super-terres froides, "nos rêves que chaque étoile puisse avoir une planète habitée peuvent se réaliser", explique Sarah Seeger, une chasseuse planétaire du MIT qui n'était pas impliquée dans l'étude. Ribasa. "Quelque part, il peut y avoir des mondes complètement fous."

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Histoire de l'espace

Certains mondes, hélas, sont trop beaux pour êtrela vérité. En 1963, l'astronome néerlandais Peter van de Camp a «découvert» les planètes près de l'étoile Barnard - en reliant les présumés changements dans le mouvement de l'étoile sur le plan du ciel avec l'effet gravitationnel des planètes invisibles. Mais dans les années 1970, les preuves de l'existence des planètes de van de Camp ont disparu, elles ont été attribuées à diverses erreurs et omissions dans les observations. De plus, la foi de van de Campa dans ses convictions était inébranlable; il a continué à croire en l'existence de planètes tout au long de sa vie.

Cette histoire d'avertissement hante etchasseurs de planète modernes. Malgré le fait que les confirmations modernes du monde près du Barnard Star sont beaucoup plus confiantes qu'à cette époque, les scientifiques ne sont pas pressés de faire des déclarations.

Certains experts ne sont toujours pas sûrstrouver une planète. «Comme les planètes existent partout, je suppose qu'elles devraient être près de l'étoile Barnard», explique Debra Fisher, astronome et chasseuse planétaire renommée de l'Université de Yale. «Peut-être même une avec plusieurs masses terrestres et une période de rotation de 233 jours. Mais cette analyse ne fournit pas, à mon avis, une confiance suffisamment forte. »

Au contraire, Xavier Damas, astrophysicien genevoisL'observatoire en Suisse, également non associé aux recherches de Ribas, trouve des preuves que le Barnard Star b est assez convaincant. «Du point de vue de la probabilité de l'existence de cette planète, je pense qu'il ne fait aucun doute. Son signal est très clair. "

Le cas Barnard Star b représenteun exploit incroyable dans la collecte et l'analyse des données recueillies au cours de centaines de mesures sur sept instruments de classe mondiale sur de grands télescopes au sol depuis plus de 20 ans. Chaque dimension suit l'accélération radiale de l'étoile Barnard - son mouvement vers ou loin de la Terre, qui peut fluctuer s'il y a un effet gravitationnel des planètes voisines sur l'étoile. Le signal attribué à Barnard Star b est une oscillation d'un peu plus d'un mètre par seconde - l'effet de presque la vitesse d'un piéton, qui est facilement confondu avec l'activité des étoiles ou une erreur instrumentale. C'est sa manifestation stable sur vingt ans, comme le montrent les données de nombreuses sources, qui suggère que le signal n'est pas causé par le bruit instrumental, mais par autre chose.

L'étoile de Barnard peut avoir un avantage,malgré l'histoire de la chasse à la planète. C'est l'une des étoiles les plus calmes, ce qui la rend pratique pour calculer l'accélération radiale. Ribas et ses collègues insistent également sur le fait qu'ils ont tiré des conclusions et appris des déclarations antérieures sur les mondes fantômes. Des observations intensives ont en outre exclu les effets des taches d'étoiles et d'autres sources évidentes qui pourraient être confondues avec une planète, et ont également effectué un million de simulations pour conclure que la probabilité que le signal provienne d'effets stellaires est inférieure à 1%. «Je suis sûr à 99% qu'il y a une planète», dit Ribas. «Mais l'histoire avec Peter van de Camp ne me vient pas à l'esprit. Si quelqu'un fournit des arguments puissants contre notre découverte, je reculerai! Je ne voudrais pas devenir un van de Camp du 21e siècle. »

Comment photographier des objets spatiaux?

D'une manière ou d'une autre, la certitude à ce sujetun candidat planétaire controversé est sur le point de se former. Déjà, le travail de l'équipe a exclu toute planète de la taille de la Terre en orbite de 40 jours ou moins autour de l'étoile Barnard, tout en détectant également le balancement, jusqu'à ce que des indices confirmés d'une autre planète se cachent. (Malheureusement pour van de Camp, une telle planète ne sera toujours pas cohérente avec ses déclarations précédentes).

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Et bien que cela soit peu probable, cette planète peutc'est une coïncidence d'entrer dans la ligne exacte avec notre perspective de la Terre, de sorte qu'avec le "transit" il sera capable de projeter une ombre planétaire détectable sur nos télescopes. Mais la plupart des planètes ne passent pas de telle manière qu’elles soient visibles depuis la Terre, en partie parce qu’elles se trouvent sur de grandes orbites à leurs étoiles, comme l’étoile b de Barnard.

Cependant, la séparation relativement large de la planèteet les étoiles offrent une autre option curieuse: la perspective de la prendre en photo, de mettre en œuvre une «visualisation directe». Une image de l'étoile b de Barnard pourrait révéler de nombreuses choses inhabituelles, la vraie nature de la planète - serait-ce une super-terre gelée, un monde de serre à hydrogène ou autre chose que les théoriciens ne connaissent même pas. Avec une telle image, les astronomes pourraient faire un pas de plus vers la résolution du mystère de la solitude dans notre univers surpeuplé.

Dans les années 2020, une nouvelle génération apparaîtra sur la scènetrès grands télescopes au sol. Chacun d'eux sera équipé d'un miroir pour capter la lumière des étoiles d'un diamètre de 30 mètres ou plus, qui pourra distinguer les faibles émissions photoniques de la planète. Ce n'est qu'ici que les premiers observatoires seront réglés pour la visualisation thermique - et il n'est pas très approprié pour rechercher des mondes de glace. Beaucoup plus prometteur sera l'observatoire spatial WFIRST dont le lancement est prévu après le télescope James Webb.

À moins, bien sûr, que le lancement n'ait lieu. Si Barnard Star b existe, le révéler avec WFIRST peut être très réel.

Mais si elle existe vraiment, quelle sera-t-elle? Dites dans notre discuter dans Telegram.