Une équipe internationale de chercheurs vient de confirmer l'existence de la planète extrasolaire Proxima Centauri b avec le spectrographe Espresso installé sur le VLT. Il s'agit là des mesures les plus précises obtenues à ce jour.

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    Présentée au public le 24 août 2016, la planète Proxima CentauriProxima Centauri b orbite autour de l'étoile la plus proche du Système solaire, située à 4,2 années-lumière seulement. À l'époque, une perturbation dans la vitesse radiale de Proxima Centauri avait été mesurée, aux frontières de la résolutionrésolution des instruments de l'époque. Mais grâce au spectrographespectrographe Espresso, le plus précis jamais construit, et monté sur le VLTVLT au Chili, les chercheurs ont enfin pu affiner leurs mesures.

    La méthode des vitesses radiales, c'est quoi ?

    Proxima b fut découverte grâce à la méthode des vitesses radialesméthode des vitesses radiales, aussi appelée spectroscopie Doppler, consistant à identifier les variations du spectrespectre lumineux émis par une étoile. Cette dernière possède une signature spectroscopique (une vitesse radiale) unique, nous informant sur sa massemasse, son orbite et sa période. Lorsqu'une planète orbite autour de l'étoile, elle cause un effet Dopplereffet Doppler modifiant sa vitesse radiale. C'est un peu comme si vous vous trouviez devant une ambulance à l'arrêt, et qu'un piéton marchant autour du véhicule provoque des changements dans la hauteur de sa sirène, comme lorsque celle-ci approche ou s'éloigne. Les motifs de cette oscillation s'étalent sur une période égale à celle de la révolution de la planète autour de son étoile (ou du piéton autour de son ambulance).

    Vue d'artiste de Proxima Centauri b, orbitant autour de son étoile. © Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC)

    Proxima b : existence confirmée

    Alors qu'au moment de la découverte de Proxima b, l'instrument Harps mesurait une variation de vitesse radiale d'un mètre par seconde, Espresso, lui, a su fournir aux astronomesastronomes une résolution quatre fois meilleure, de 30 cm/s. « Il était capital de confirmer l'existence de Proxima b, explique Jonay González Hernández, coauteur de l'étude, parue dans la revue Astronomy & Astrophysics. C'est l'une des planètes les plus intéressantes dans le voisinage de notre SoleilSoleil. Sa masse, similaire à celle de la Terre, le fait qu'elle pourrait abriter de la vie, et sa proximité, en font un candidat idéal dans la recherche de biomarqueurs avec la prochaine génération de télescopes ». Un second signal a été identifié par le spectrographe, dont la nature demeure encore à déterminer. S'il s'agit bien d'une planète, celle-ci pourrait avoir une masse 3 fois inférieure à celle de la Terre.

    Nouvelles exoplanètes à l'horizon

    Fruit d'années de collaboration internationale, Espresso est entré en service au VLT en 2018. En alliant la haute précision du spectrographe à la capacité du géant VLT à collecter la lumière, les chercheurs ont bon espoir d'être sur la voie d'une nouvelle vague d'exploration exoplanétaire. « Espresso a démontré qu'il est capable de faire bien mieux que les spectrographes précédents, commente Alejandro Suárez Mascareño, auteur principal de l'étude. Un nouveau scénario est en train de s'ouvrir. Jusqu'à présent, nous avons été limités à la découverte de planètes d'une masse plusieurs fois supérieure à celle de la Terre, ou, à la limite, de la masse d'une Terre, orbitant autour d'étoiles froides. Avec Espresso, ces contraintes sont levées ».