Parfois visible, parfois non : une planète candidate dans le système stellaire Alpha du Centaure déroute les astronomes

Les bons films de science-fiction se caractérisent par leur anticipation de la réalité. Dans « Avatar » de James Cameron (2009), une espèce humanoïde vit sur la lune Pandora, en orbite autour d'une planète gazeuse du système stellaire Alpha du Centaure.

Aucune lune n'a encore été découverte dans Alpha du Centaure. Mais au moins, cette planète gazeuse pourrait exister. C'est du moins ce que suggèrent les observations réalisées par les astronomes avec le Very Large Telescope et le télescope spatial James Webb. Les images montrent un objet de la taille de Jupiter situé dans la zone habitable de l'étoile Alpha du Centaure A. De l'eau liquide pourrait exister dans cette zone, ce qui est considéré comme un prérequis à la vie. Cependant, la vie serait plus probable sur une planète semblable à la Terre que sur une planète gazeuse.

Jusqu'à présent, les astronomes ne parlent que d'une planète candidate. Si la découverte est confirmée, cela offrirait une occasion unique d'étudier la planète d'une étoile semblable au Soleil, pratiquement à notre porte.

Le système stellaire Alpha du Centaure se trouve à seulement 4,3 années-lumière de nous. Il est donc le système stellaire le plus proche de la Terre. Il est composé de trois étoiles indiscernables à l'œil nu. Les deux étoiles semblables au Soleil, Alpha du Centaure A et Alpha du Centaure B, orbitent l'une autour de l'autre à une distance inférieure à celle séparant le Soleil de Pluton. La troisième étoile du groupe est l'étoile naine Proxima du Centaure, qui orbite autour de ses deux étoiles compagnes à une distance considérable.

On sait que Proxima du Centaure abrite au moins deux planètes. L'une d'elles est de taille similaire à la Terre et orbite également dans la zone habitable de son étoile. Néanmoins, de sérieux doutes subsistent quant à la possibilité de vie sur cette planète, explique le planétologue Sascha Quanz de l'ETH Zurich. Les étoiles naines sont très variables. Elles subissent régulièrement d'énormes sursauts de rayonnement. Ces conditions ne sont pas idéales pour l'émergence de la vie.

C'est pourquoi les astronomes s'intéressent désormais aux deux étoiles semblables au Soleil, Alpha du Centaure. Cependant, y rechercher des planètes est un défi. Ces deux étoiles gravitent en orbite l'une autour de l'autre et sont donc en mouvement constant. Mesurer les faibles variations de vitesse causées par l'attraction gravitationnelle d'une éventuelle planète dans ces conditions est extrêmement difficile.

Un groupe de travail, dont Quanz faisait partie, a donc adopté une approche différente en 2019. Il a tenté d'obtenir des images directes de planètes potentiellement habitables du système stellaire Alpha du Centaure. À cette fin, un instrument du Very Large Telescope au Chili a été modernisé grâce au financement des Breakthrough Initiatives (qui financent des programmes de recherche de vie intelligente).

Les chercheurs ont effectivement trouvé des indices d'une possible planète en orbite autour de l'étoile principale, Alpha du Centaure A. Cependant, ils n'ont pas pu exclure qu'il s'agisse simplement d'un artefact de l'analyse des données. La demande d'observations complémentaires a malheureusement été rejetée par l'Observatoire européen austral, précise Quanz.

C'est là qu'intervient le télescope James Webb. L'un des instruments du télescope spatial fonctionne dans l'infrarouge moyen. Dans cette gamme de longueurs d'onde, la luminosité d'Alpha Centauri A est moins intense qu'en lumière visible. Une éventuelle planète devrait donc se distinguer plus nettement de l'étoile. L'instrument est également équipé d'un coronographe, capable de masquer partiellement la lumière éblouissante de l'étoile.

Une équipe dirigée par Charles Beichman de l'Institut des sciences des exoplanètes de la NASA s'est vu attribuer trois fenêtres temporelles pour observer l'étoile avec le télescope James Webb : en août 2024, février 2025 et avril 2025. Les résultats sont surprenants. En août 2024, les astronomes ont découvert une zone environ deux fois plus éloignée d'Alpha Centauri A que la Terre du Soleil. Jamais auparavant une exoplanète n'avait été photographiée aussi près de son étoile. Cependant, cette zone avait disparu lors des deux campagnes d'observation suivantes.

Cela ne signifie pas nécessairement que la planète n'existe pas. Si elle se déplace sur une orbite elliptique, elle pourrait s'approcher si près de son étoile mère à plusieurs reprises qu'elle ne serait plus visible. Cette explication est corroborée par des simulations de millions d'orbites planétaires. Cinquante-deux pour cent des orbites stables sont compatibles avec les observations de 2019 et d'août 2024, ainsi qu'avec les non-observations de février et avril 2025.

Cependant, cela ne prouve pas l'existence de la planète. « Ce n'est pas parce qu'il existe un scénario plausible expliquant toutes les observations qu'il correspond à la réalité », explique Quanz. Il est donc légitime de parler d'un candidat pour l'instant.

La véritable nature de ce candidat pourrait être élucidée dès août prochain. D'ici là, la distance de l'étoile hôte devrait être suffisamment grande pour permettre de l'imager à nouveau avec le télescope James Webb.

Si la tache était effectivement une planète gazeuse de la taille de Jupiter, cela réduirait paradoxalement les chances de trouver une planète potentiellement habitable. Une géante gazeuse dans la zone habitable perturberait considérablement les orbites des planètes plus petites. Quanz soutient que l'existence d'orbites stables pour une planète semblable à la Terre dans ces conditions est sujette à caution.

Ce qui nous ramène à « Avatar ». La recherche d'une lune habitée dans le système stellaire Alpha du Centaure est peut-être plus prometteuse que celle d'une seconde Terre.