Gliese 581G – Exoplanète soeur de la planète Terre

Gliese 581G – L’exoplanète au coeur des débats scientifiques entre Américains et Suisse. C’est une planète extra-solaire qui joue à cache-cache avec les astronomes et qui semble détenir une futur découverte scientifique captiale.

Ou plutôt, qui se fait détecter par certains… et pas par d’autres. Tout cela se passe autour de l’étoile Gliese-581 qui appartient à cette catégorie stellaire d’astres moins massifs et moins chauds que notre Soleil, appelés naines rouges. Gliese-581 est devenue en quelques années une des « chouchoutes » des chasseurs d’exoplanètes. Non seulement cette étoile est proche de nous puisqu’elle navigue à seulement 20 années-lumière, dans la constellation de la Balance, mais on sait aussi aujourd’hui qu’une farandole de planètes l’entoure. Tout le problème de l’histoire, c’est que deux des plus performantes équipes d’exoplanétologues du monde se disputent depuis deux ans sur le nombre de ses compagnons et notamment sur la présence d’une planète rocheuse dont la particularité serait de se trouver dans la zone d’habitabilité de son étoile, c’est-à-dire sur une orbite qui lui assurerait une température de surface clémente. Et par conséquent, la possibilité d’y trouver de l’eau sous forme liquide, le Graal des exobiologistes car, selon eux, la présence de cette eau liquide est propice à l’apparition de la vie.

Refaisons brièvement l’historique de cette bataille d’astronomes, qui est au fond une bonne illustration de la manière dont la science fonctionne et avance. C’est l’équipe genevoise de Michel Mayor (co-découvreur de la première planète extra-solaire en 1995) qui, grâce à son excellent instrument Harps, a détecté les quatre premiers compagnons de l’étoile, baptisés, selon la convention en vigueur, Gliese-581b, c, d et e. Puis, en 2010, ses concurrents américains, qui travaillent avec le spectrographe Hires, annoncent dans un branle-bas de combat médiatique la découverte de deux planètes supplémentaires, Gliese-581f et g, cette dernière étant, d’après leurs résultats, une planète rocheuse située dans la magique zone d’habitabilité, une première à l’époque. Médias et chercheurs en sont tout émoustillés. C’est la planète « Boucle d’or » : elle n’est ni trop petite, ni trop grosse, ni trop proche de son étoile, ni trop lointaine, elle est juste comme il faut, comme dans le conte des Trois Ours. Mais, deux semaines seulement après cette annonce fracassante, douche froide : les Suisses disent n’avoir trouvé aucune trace de ces deux planètes dans toutes les données « de meilleure qualité » dont ils disposent avec Harps. Patatras, le beau conte de la planète habitable s’écroule car un astre non-confirmé par la meilleure équipe du monde est un astre qui n’existe pas !

Gliese

Mais les Américains, un tantinet ridiculisés dans l’affaire, n’ont pas baissé les bras et viennent de proposer une nouvelle analyse des données confirmant que, au moins pour le cas de l’emblématique Gliese-581g, ils n’ont pas eu la berlue. Pour comprendre ce qu’il s’est passé, il faut savoir qu’aucune des deux équipes ne voit directement les planètes extrasolaires. Toutes deux utilisent la méthode indirecte dite des vitesses radiales. Quand une étoile est accompagnée, elle tourne autour du barycentre du système et l’on peut détecter ce mouvement que les planètes impriment à leur soleil. Plus la planète est massive et proche de son hôte, plus son influence est détectable, même si cela reste minime. L’affaire se complique lorsque l’étoile, à l’instar de Gliese-581, dispose de plusieurs compagnons et que, dans la liste, se trouvent des poids lourds et des poids plume… On doit alors démêler l’influence des uns et des autres. Pour détecter une exoplanète, il faut donc avoir non seulement un excellent instrument mais aussi les bonnes méthodes d’analyse des données.

Et c’est là que, selon les Américains, les Suisses se seraient trompés. Dans une étude à paraître dans la revue Astronomische Nachrichten, les premiers décortiquent et critiquent le modèle de système planétaire retenu par les seconds. Ce modèle, disent Steven Vogt, Paul Butler et Nader Haghighipour, n’est pas stable sur le long terme. Plusieurs essais de simulation numérique montrent que, dans le meilleur des cas, le système planétaire de Gliese-581 (à 4 planètes) ne tient pas en place plus de 200 000 ans, les deux planètes les plus proches de l’étoile finissant par se télescoper. Ils en proposent donc un autre, selon eux plus simple et surtout plus stable sur le long terme puisqu’ils ont mené sans encombre une simulation sur 20 millions d’années. Dotés de ce modèle, les Américains ont réanalysé… les données des Suisses. Et comme par magie, avec cette nouvelle vision des choses, une fois que l’on retire les signaux des quatre planètes connues et confirmées, un signal résiduel apparaît, un pic correspondant à l’orbite de Gliese-581g (Gliese-581f, en revanche, n’a pas réémergé). La probabilité pour que ce pic soit une fausse alarme n’est cependant pas nulle, mais sa valeur (3,7 %) est jugée suffisamment basse par les auteurs de l’étude.

En attendant une réponse des Suisses, on peut s’interroger sur le pourquoi d’une telle bagarre scientifique. L’enjeu va en réalité bien plus loin que la simple découverte d’une exoplanète de plus (nous en sommes à près de 800 à l’heure actuelle). Si Gliese-581g existe bel et bien et se trouve vraiment sur l’orbite décrite par Vogt, Butler et Haghighipour, elle monte directement sur la première marche du podium des planètes habitables, un peu comme un tube entre, dès sa première semaine de diffusion, en première place des hit-parades. Le Planetary Habitability Laboratory (PHL), qui dresse le catalogue des exoplanètes potentiellement habitables, s’est d’ailleurs empressé de remettre son palmarès à jour (voir ci-dessous), ce alors même que Gliese-581g n’est, à l’heure où j’écris ces lignes, toujours pas officiellement intégrée à la liste des exoplanètes reconnues.
Sur cette infographie figure, sous le nom de chaque planète, un nombre un peu mystérieux. Il s’agit de l’indice (très géocentrique…) de similarité avec la Terre. Notre planète est à 1 (forcément, rien ne lui ressemble plus qu’elle-même) tandis que Mars est à 0,66. Cet indice intègre le rayon de la planète, sa densité (et par conséquent, sa composition), sa température de surface et sa capacité à conserver une potentielle atmosphère. Les chercheurs du PHL estiment que quand l’indice est supérieur à 0,8, la planète peut être considérée comme analogue à la Terre. Avec son 0,92, Gliese-581g, qui est aussi la plus petite de la liste ci-dessus (avec une masse estimée à au moins 2,2 masses terrestres), arrive largement en tête. En 1995, les Américains Geoffrey Marcy et Paul Butler (le même qui signe cette étude) avaient été coiffés au poteau par Michel Mayor et Didier Queloz pour l’annonce de la première planète extra-solaire. Cette bataille autour de Gliese-581g, outre qu’elle traduit une intense compétition scientifique qui n’a jamais faibli depuis cette date, est peut-être pour les Américains une sorte de petite revanche…

24 Juillet 2012

Article par Pierre Barthélémy sur : http://passeurdesciences.blog.lemonde.fr/2012/07/24/bataille-astronomes-autour-une-hypothetique-planete/

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