Communiqué de presse

Trois planètes occupent la zone habitable de l'étoile Gliese 667C voisine de notre Soleil

25 juin 2013

Une équipe d'astronomes a combiné de nouvelles observations de Gliese 667C avec des données existantes issues de l'instrument HARPS qui équipe le télescope de 3,6 mètres de l'ESO au Chili, et en a déduit l'existence d'un système composé d'au moins six planètes. De plus, trois de ces planètes se révèlent être des super-Terres dont l'éloignement de leur étoile permet d'envisager l'existence d'eau liquide à leur surface, ce qui en fait de possibles candidates à l'habitabilité. Il s'agit là de la toute première découverte d'un système doté d'une zone habitable bien remplie.

L'étoile Gliese 667C a fait l'objet de nombreuses études. Dotée d'une masse équivalente au tiers de la masse du Soleil, elle appartient à un système stellaire triple noté Gliese 667 (ou bien encore GJ 667) situé à 22 années-lumière, dans la constellation du Scorpion. Elle se situe donc dans le voisinage immédiat de notre Soleil, à bien plus grande proximité que les systèmes d'étoiles étudiés au moyen de télescopes tel que le télescope spatial chasseur d'exoplanètes Képler.

Des études antérieures de Gliese 667C ont montré que l'étoile abrite trois planètes (eso0939, eso1214) dont l'une se situe en zone habitable. Une équipe d'astronomes menée par Guillem Anglada-Escudé de l'Université de Göttingen en Allemagne et Mikko Tuomi de l'Université de Hertfordshire au Royaume-Uni, a récemment réexaminé le système au moyen de nouvelles observations effectuées par l'instrument HARPS et de données issues d'autres télescopes [1] et a ainsi complété le tableau existant. Ils ont trouvé les preuves de l'existence de sept planètes autour de l'étoile [2]. Ces planètes sont en orbite autour de la troisième étoile la plus faible d'un système stellaire triple. Les deux autres soleils constitueraient une paire d'étoiles très brillantes visibles en plein jour et aussi lumineuses que la pleine Lune durant la nuit. Les nouvelles planètes viennent compléter la zone habitable de Gliese 667C – il n'existe pas en effet d'autre orbite planétaire stable située à une distance appropriée de l'étoile.

« Nous savions, d'après des études antérieures, que l'étoile était entourée de trois planètes, nous voulions donc vérifier l'éventuelle existence d'autres planètes », nous dit Tuomi. « En ajoutant de nouvelles observations et en revisitant les données existantes, nous avons été en mesure de confirmer l'existence de ces trois corps et d'en découvrir de nouveaux. Trouver trois planètes de faible masse dans la zone habitable de l'étoile s'est révélé être très excitant ! »

Trois de ces planètes se sont avérées être des super-Terres – des planètes plus massives que la Terre mais moins massives que des géantes telles qu'Uranus et Neptune – qui occupent la zone habitable de l'étoile, une mince bande située autour de l'étoile et au sein de laquelle l'eau est susceptible d'être présente à l'état liquide si les conditions sont propices. C'est la toute première fois que trois planètes de ce type ont été repérées dans cette zone d'un même système [3].

« La probabilité de trouver des planètes potentiellement habitables dans notre galaxie est d'autant plus grande que plusieurs d'entre elles sont en orbite autour d'une seule et même étoile de faible masse – nous savons à présent qu'il nous suffit d'observer une seule étoile pour découvrir plusieurs planètes plutôt que d'observer dix étoiles à la recherche d'une seule planète potentiellement habitable » ajoute Rory Bames (Université de Washington, Etats-Unis), co-auteur de l'étude.

Les systèmes compacts qui entourent des étoiles semblables à notre Soleil sont abondants dans la Voie Lactée. Les planètes qui sont en orbite à proximité d'une étoile hôte de ce type sont très chaudes et certainement inhabitables. Mais cela n'est pas le cas des étoiles plus froides telles que Gliese 667C. Dans ce cas, l'intégralité de la zone habitable se situe à l'intérieur d'une orbite de dimension semblable à celle de Mercure, à plus grande proximité de l'étoile hôte donc. Le système Gliese 667C constitue le premier exemple d'un système constitué d'une étoile de faible masse et de planètes vraisemblablement rocheuses situées dans la zone habitable.

Le scientifique de l'ESO responsable de l'instrument HARPS, Gaspare Lo Curto, ajoute : « Ce passionnant résultat a été en grande partie obtenu grâce à la puissance de HARPS, de son logiciel associé, et souligne toute l'importance des archives de l'ESO. Il est très gratifiant de voir plusieurs groupes de chercheurs indépendants exploiter cet instrument unique et atteindre la précision ultime ».

Et Anglada-Escudé de conclure : « Ces nouveaux résultats montrent à quel point il peut être intéressant de procéder à une nouvelle analyse de données et de combiner les résultats obtenus par différentes équipes au moyen de divers télescopes».

Notes

[1] L'équipe a utilisé des données issues du spectrographe UVES installé sur le Très Grand Télescope – le VLT - de l'ESO au Chili (afin de déterminer avec précision les propriétés de l'étoile), le spectrographe chercheur de planètes (PFS) Carnegie qui équipe le télescope Magellan II de 6,5 mètres de l'Observatoire Las Campanas au Chili, le spectrographe HIRES installé sur le télescope Keck de 10 mètres au Maunea Kea à Hawaï, ainsi que de nombreuses archives de HARPS (le chercheur de planètes de grande précision utilisant la méthode des vitesses radiales) qui équipe le télescope de 3,6 mètres de l'ESO au Chili (ces données ont été compilées en 2003-10 par le programme M dwarf de X. Bonfils et M. Mayor, décrit ici).

[2] L'équipe a examiné les données de vitesse radiale de Gliese 667C, une méthode bien souvent utilisée pour traquer les exoplanètes. Afin d'isoler les signaux planétaires, elle a effectué une analyse statistique robuste de type Bayésien. Les cinq premiers signaux sont sans ambiguïté, le sixième demande confirmation et le septième beaucoup plus hasardeux. Ce système est composé de trois super-Terres situées en zone habitable, de deux planètes chaudes à proximité de l'étoile et de deux planètes plus froides situées à plus grande distance. Les planètes situées en zone habitable et celles situées à proximité de l'étoile ont sans doute toujours la même face orientée en direction l'étoile, de sorte que la durée de leur jour égale celle de leur année, l'une des faces étant en permanence éclairée par le soleil et l'autre baignant dans la pénombre.

[3] Dans le système solaire, Vénus orbite à proximité de la frontière intérieure de la zone habitable et Mars à proximité de la frontière extérieure. L'extension précise de la zone habitable dépend de nombreux facteurs.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé "A dynamically-packed planetary system around GJ 667C with three super-Earths in its habitable zone" à paraître dans la revue Astronomy & Astrophysics.

L'équipe est composée de G. Anglada-Escudé (Université de Göttingen, Allemagne), M. Tuomi (Université de Hertfordshire, Royaume-Uni), E. Gerlach (Université Technologique de Dresde, Allemagne), R. Barnes (Université de Washington, Etats-Unis), R. Heller (Institut Leibniz d'Astrophysique, Potsdam, Allemagne), J. S. Jenkins (Université du Chili, Chili), S. Wende (Université de Göttingen, Allemagne), S. S. Vogt (Université de Californie, Santa Cruz, Etats-Unis), R. P. Butler (Institut Carnegie de Washington, Etats-Unis), A. Reiners (Université de Göttingen, Allemagne), et H. R. A. Jones (Université de Hertfordshire, Royaume-Uni).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

• L'article scientifique
• Description de HARPS
• Photos de l'Observatoire La Silla
• eso1214 — communiqué de presse relatif aux observations antérieures de Gliese 667C par l'équipe de HARPS
• eso0939 — communiqué de presse relatif aux premières observations de cette étoile effectuées au moyen de HARPS
• Observatoire Keck: www.keckobservatory.org
• Las Campanas — Les Télescopes de Magellan: www.lco.cl/telescopes-information/magellan 

Contacts

Guillem Anglada-Escudé
Institut fur Astrophysik, University of Göttingen
Göttingen, Germany
Tél: +49 0551 39 9988
Courriel: guillem.anglada@gmail.com

Mikko Tuomi
Center for Astrophysics Reseach, Hertfordshire University
Hatfield, UK
Tél: +44 01707 284095
Courriel: miptuom@utu.fi

Rory Barnes
Department of Astronomy, University of Washington
Seattle, USA
Tél: +1 206 543 8979
Courriel: rory@astro.washington.edu

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tél: +49 89 3200 6655
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Thierry Botti (contact presse pour la France)
Réseau de diffusion scientifique de l'ESO et Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
Marseille, France
Tél: +33 4 95 04 41 06
Courriel: eson-france@eso.org

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