Science d’amateur - est-ce que Proxima c se cache dans ce graphique ?

Cette inhabituelle photo de la semaine présente les dernières observations du chasseur de planètes extra-solaires d’ESO, l’instrument HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) pendant la campagne Red Dots, une recherche de planètes terrestres autour de nos trois plus proches naines rouges stellaires: Proxima Centauri, l'étoile de Barnard et Ross 154. Cette campagne a commencé au début de 2017 et continue sur la lancée de la découverte en 2016 de Proxima b autour de notre voisin stellaire le plus proche, Proxima Centauri. Red Dots est construit comme une expérience scientifique ouverte au public. Ce dernier a accès aux données et peut même contribuer aux observations. Pouvez-vous voir une nouvelle exoplanète dans ces observations de Proxima Centauri ?

En suivant minutieusement le mouvement de l’étoile au cours du temps, des graphiques comme ceux-ci peuvent révéler la présence d’exoplanètes. Juste comme l’étoile exerce une force gravitationnelle sur les planètes qui orbitent autour d’elle, les planètes exercent une force de gravité sur l’étoile, la faisant osciller et en déplaçant la longueur d’onde de sa lumière par une très petite quantité, mais qui est mesurable. En analysant ces changements prévisibles et répétés, les astronomes peuvent déduire la présence d’une planète. Le graphique en haut à gauche montre les données de 2016 qui confirment l’existence de Proxima b: la planète est la cause de l’éloignement et du rapprochement périodique de l’étoile Proxima Centauri au cours du temps. La ligne courbe représente le signal d’oscillation de l’étoile, avec une période de variation de la vitesse radiale de 11,2 jours.

Le graphique en haut à droite montre les nouvelles mesures faites avec HARPS pendant la campagne Red Dots. Ces nouvelles données confirment à nouveau le signal de Proxima Centauri b (en jaune), mais incluent aussi des caractéristiques nouvelles - visibles ici comme une pente vers le bas présente dans les deux données de 2016 et 2017 - ce qui indique qu’il y a peut-être encore des découvertes à faire. Pour en connaître plus sur la cause de ce mouvement, les astronomes utilisent des outils mathématiques quantitatifs.

Un de ces outils s’appelle le périodogramme, qui cherche des signaux qui se répètent dans les données - montrés ici comme des pics proéminents  - qui indiquent la présence de planètes. Le graphique en bas montre un tel périodogramme pour les nouvelles données. Le premier signal correspond à Proxima b. Le deuxième groupe de périodes possibles (en rouge), autour de 200 jours, est produit par des caractéristiques visibles dans les graphiques du haut. La présence de pics multiples d’hauteur similaire signifie qu’un signal ne peut être localisé précisément et son origine reste peu claire.

Le projet continue avec l’acquisition de nouvelles observations jusqu’à la fin de septembre de cette année. Vous pouvez suivre les développements de la campagne Red Dots et même contribuer aux observations via la page web de Red Dots, Facebook ou Twitter.