L'exoplanète Proxima b

Nous allons faire un long voyage, beaucoup plus long qu'un voyage vers Mars. Nous allons partir vers  Proxima b l'exoplanète la plus proche de nous de toutes les exoplanètes.

Qu'est-ce qu'une exoplanète ?

Rappelons qu'une exoplanète est une planète tournant autour d'une étoile, comme les planètes  et la Terre qui tournent autour de notre étoile, le Soleil.
La première exoplanète "51 Pegasi b" a été découverte en 1995 par les astronomes suisses Michel Mayor et Didier Queloz. Cette découverte a bouleversé notre manière de voir l'univers. Depuis, plus de 4 000 exoplanètes ont été découvertes.

Alpha Centauri

Alpha Centauri est un système stellaire formé de trois étoiles liées entre elles par l'attraction gravitationnelle, de ce fait leurs orbites sont aussi liées. Le schéma ci-dessous vous montre les trois étoiles:

• Alpha Centauri A
• Alpha Centauri B
• Proxima Centauri

Ces trois étoiles sont dans la constellation du Centaure, elles sont à plus de 4 années-lumière (4 light-years) du Soleil.
Plus précisément Proxima Centauri est à 4,22 années-lumière de la Terre, elle est presque invisible à l'oeil nu, "à côté " des très brillantes étoiles Alpha Centauri A et Alpha Centauri B situées à 4,23 années-lumière de la Terre.

Un petit calcul

Voici un petit calcul que  nous avons déjà donné, vous pouvez le laisser de côté et ne retenir que le résultat:
Une année-lumière est une distance, c'est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année. La vitesse de la lumière dans le vide est, en arrondissant, 300 000 km/s cela signifie qu'en 1 seconde la lumière parcourt 300 000 km. Dans une année il y a 365,25 x 24 x 3600 secondes, la distance parcourue par la lumière en une année est donc 300 000 x 365,25 x 24 x 3600 km =  9,46728.10¹² km soit en arrondissant 9500 milliards de km

En résumé on retiendra que: 1 année-lumière est égale approximativement à 9500 milliards de km. 

Les trois étoiles de Alpha Centauri sont à 4,23 ou 4,22 années-lumière de la Terre, soit 4,23 x 9500 ou 4,22 x 9500 milliards de km c'est-à-dire à plus de 40 000 milliards de km, c'est la proche banlieue de la Terre! à l'échelle des galaxies. "Tout est relatif!" dirait Einstein. 

Proxima b

Des petites oscillations de l'étoile Proxima Centauri dues à la présence d'une exoplanète ont pu être observées par l'ESO (European Southern Observatoty) avec le radiotélescope ALMA au Chili. Ces petites oscillations, périodiques, se traduisent par un décalage alternativement vers le rouge (le redshift) ou le bleu (le blueshift) du spectre de l'étoile (voir notre article "Redshift et blueshift" du 08/01/2017).

C'est le 24 août 2016 que fut annoncée par l'ESO la présence d'une exoplanète gravitant autour de l'étoile Proxima Centauri. On la nomma Proxima Centauri b ou plus simplement Proxima b. Si l'on découvrait d'autres exoplanètes gravitant autour de la même étoile, elles seraient appelées: Proxima c, Proxima d, etc.

Dans cette vue d'artiste, nous nous trouvons sur l'exoplanète Proxima b . Vue de sa surface, son étoile Proxima Centauri apparaît trois fois plus grande dans le ciel, que le Soleil vu de la Terre. Plus loin, deux étoiles très proches sont visibles: Alpha Centauri A et B.

Proxima b est-elle habitable? 

Depuis la découverte des exoplanètes, nous recherchons toujours celles qui seraient semblables à la Terre, dont les conditions d'habitabilité (ou d'existence d'une forme de vie) seraient réalisées. Proxima b si" proche"de nous répond assez bien à ces conditions:

• C'est une planète rocheuse de masse comparable à celle de la Terre (1,3 fois la masse de la Terre environ).
• Sa température n'est pas trop élevée.
• On a détecté des zones d'eau liquide très étendues, ce qui est un élément essentiel d'habitabilité.
• Son étoile Proxima Centauri autour de laquelle elle gravite est une étoile naine rouge très colérique. Une éruption bien plus spectaculaire que celles du Soleil a été observée au radiotélescope ALMA. Mais on pense que les colères de l'étoile ne sont pas préjudiciables: il y a 3,9 milliards d'années la Terre a essuyé des tempêtes solaires bien pires.

Toutefois nous ne savons rien encore sur l'atmosphère pouvant envelopper Proxima b.

 

L'exoplanète est-elle accessible?

Sa détection indirecte a été faite comme nous l'avons dit par le radiotélescope ALMA mais pourrait-on l'atteindre directement? Pourrait-on envoyer une sonde à  plus  de    40 000 milliards de km? (voir le petit calcul). Une sonde envoyée en utilisant un carburant chimique comme nous le faisons habituellement mettrait plus de 100 000 ans pour y parvenir!

Une sonde emportée par une voile photonique

Des chercheurs du projet Starlight de l'université de Santa Barbara en Californie, soutenus par la NASA et la fondation Breakhrough Initiatives, font des recherches afin d'envoyer sur Proxima b une sonde minuscule emportée par une voile photonique. Cette voile est un système de réflecteurs propulsés par des photons, particules élémentaires de la lumière ou des rayons laser.

On pourrait piloter cette voile à la manière d'un voilier en orientant les réflecteurs et en modifiant leur surface (la voilure). Cette voile voguerait dans l'univers, emportée par un vent de photons! On croit rêver.
Si les photons sont ceux d'un faisceau laser envoyé depuis la Terre, la sonde pourrait atteindre Proxima b, sans carburant, en quelques dizaines d'années seulement!

   Vue d'artiste d'une voile photonique propulsée par les photons d'un rayon laser depuis la Terre.

Ce n'est pas de la science-fiction, il existe déjà des voiles solaires construites sur le même principe, propulsées par les photons de la lumière du Soleil.

Prototype très agrandi d'une sonde interstellaire miniature

Les chercheurs du projet Starlight ont envoyé par ballon à une altitude de plus de 32 000 m dans la stratosphère un prototype d'une sonde interstellaire miniature. Tous les éléments nécessaires à l'exploration (caméras, capteurs, systèmes de navigation, de communication) étaient installés dans la sonde miniature. Leurs fonctionnalités et leurs performances ont été couronnées de succès.






Ce n'est qu'un début, les chercheurs projettent  de tester beaucoup plus loin dans l'espace un autre prototype d'une sonde miniature.

Ils envisagent d'envoyer par des voiles photoniques une flottille de petits satellites pour dévier des astéroïdes dangereux et les débris orbitaux menaçant la station spatiale internationale, l'ISS.

Plus tard on enverra des centaines de vaisseaux propulsés par des rayons laser envoyés depuis la Terre pour visiter Proxima b et d'autres exoplanètes.

On pourrait aussi envoyer de la même façon une sonde sur Mars, son voyage ne durerait que 3 jours seulement au lieu de 6 mois.

Des sondes interstellaires, des vaisseaux à voiles photoniques emportant ces sondes miniatures! On sera toujours surpris par les technologies galopantes des Terriens qui ont soif de connaissances et cherchent sans cesse à voir et à comprendre ce qu'il y a dans notre merveilleux univers!