Les astronomes utilisant le puissant télescope spatial James Webb (JWST), un projet conjoint de la NASA, de l'ESA et de l'ASC, ont fait une découverte extraordinaire qui pourrait changer notre compréhension des systèmes planétaires. Les preuves les plus solides à ce jour ont été trouvées, suggérant l'existence d'une planète géante en orbite autour de l'une des étoiles de notre système stellaire le plus proche, Alpha Centauri. Situé à seulement 4,37 années-lumière de la Terre, ce système stellaire triple est au centre de l'attention de la communauté scientifique depuis des décennies en tant que cible principale dans la recherche de mondes au-delà de notre système solaire.

Le fascinant système Alpha Centauri

Le système Alpha Centauri, visible principalement depuis l'hémisphère sud de notre planète, se compose de trois étoiles. Les deux principales composantes, Alpha Centauri A et Alpha Centauri B, forment une paire binaire. Les deux étoiles sont très similaires à notre Soleil ; Alpha Centauri A est une étoile de type G2V, identique au Soleil, tandis qu'Alpha Centauri B est légèrement plus petite et plus froide, de type K1V. Ces deux étoiles orbitent l'une autour de l'autre sur une période d'environ 80 ans. Le troisième membre du système, beaucoup plus distant et plus faible, est la naine rouge Proxima Centauri. Bien que Proxima Centauri soit surtout connue pour être l'étoile la plus proche du Soleil et pour avoir au moins trois planètes confirmées en orbite autour d'elle, la recherche de planètes autour des étoiles plus brillantes, Alpha Centauri A et B, s'est avérée extrêmement difficile et n'a pas encore donné de résultats définitifs.

Les observations révolutionnaires du télescope James Webb

Les dernières observations menées avec l'instrument infrarouge moyen (MIRI) de Webb fournissent les données les plus convaincantes à ce jour sur l'existence d'une géante gazeuse en orbite autour d'Alpha Centauri A. Ces résultats révolutionnaires, qui pourraient changer fondamentalement notre compréhension des systèmes planétaires, ont été acceptés pour publication dans deux articles scientifiques dans la prestigieuse revue The Astrophysical Journal Letters.

Si l'existence de cette planète est définitivement confirmée, elle deviendra l'exoplanète connue la plus proche de la Terre située dans la zone habitable d'une étoile semblable au Soleil. La zone habitable est la région autour d'une étoile où les conditions permettent l'existence d'eau liquide à la surface d'une planète, ce qui est une condition préalable essentielle à la vie telle que nous la connaissons. Cependant, les scientifiques soulignent que, étant donné que le candidat est une géante gazeuse, il ne pourrait pas abriter la vie lui-même. Néanmoins, une possibilité intrigante se présente : certaines de ses lunes potentielles, grandes et rocheuses, pourraient avoir les conditions nécessaires à l'émergence et au développement de la vie.

Charles Beichman du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA et de l'Institut des sciences des exoplanètes de la NASA au centre astronomique IPAC de Caltech, l'un des principaux auteurs des articles, a souligné la complexité de cette entreprise. "Étant donné que ce système est si proche de nous, toute exoplanète trouvée nous offrirait la meilleure opportunité de collecter des données sur les systèmes planétaires au-delà du nôtre. Cependant, ce sont des observations incroyablement exigeantes, même pour le télescope spatial le plus puissant du monde, car ces étoiles sont extrêmement brillantes, proches et se déplacent rapidement dans le ciel", a-t-il expliqué. "Webb a été conçu et optimisé pour trouver les galaxies les plus lointaines de l'univers. L'équipe des opérations du Space Telescope Science Institute a dû développer une séquence d'observation entièrement personnalisée juste pour cette cible, et leur effort supplémentaire a été spectaculairement récompensé."

Le mystère de la planète disparue

Pour pouvoir détecter la faible lumière d'une planète potentielle, l'équipe a dû surmonter l'immense éclat de l'étoile Alpha Centauri A. Cela a été réalisé en utilisant le coronographe de l'instrument MIRI, un dispositif spécialisé qui bloque la lumière directe de l'étoile, permettant ainsi l'observation d'objets beaucoup plus sombres dans son voisinage immédiat. Les premières observations du système ont eu lieu en août 2024. L'analyse a été encore compliquée par la lumière de l'étoile compagne voisine, Alpha Centauri B. Malgré cela, l'équipe a réussi à soustraire numériquement la lumière des deux étoiles et à détecter un objet qui est plus de 10 000 fois plus faible qu'Alpha Centauri A, à une distance de l'étoile qui est environ le double de la distance de la Terre au Soleil.

Bien que la découverte initiale ait été extrêmement excitante, l'équipe scientifique avait besoin de plus de données pour tirer une conclusion ferme. Cependant, des observations supplémentaires du système menées en février et avril 2025 (en utilisant le temps discrétionnaire du directeur) n'ont pas révélé d'objet similaire à celui identifié en août 2024. "Nous sommes confrontés au cas d'une planète disparue ! Pour enquêter sur ce mystère, nous avons utilisé des modèles informatiques pour simuler des millions d'orbites potentielles, en tenant compte des connaissances acquises lorsque nous avons vu la planète, ainsi que lorsque nous ne l'avons pas vue", a déclaré Aniket Sanghi, doctorant à l'Institut de technologie de Californie (Caltech) à Pasadena et également l'un des principaux auteurs des articles.

Caractéristiques du nouveau monde potentiel

Dans leurs simulations, l'équipe a pris en compte non seulement les nouvelles observations de Webb, mais aussi une observation antérieure d'un candidat exoplanète potentiel de 2019 par le Très Grand Télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral. Ils n'ont considéré que les orbites qui seraient gravitationnellement stables en présence de l'étoile massive Alpha Centauri B, ce qui signifie que la planète ne serait pas éjectée du système en raison d'interactions gravitationnelles complexes.

Les chercheurs disent que l'absence de détection lors des deuxième et troisième séries d'observations avec Webb n'est pas surprenante. "Nous avons constaté que dans la moitié des orbites possibles simulées, la planète s'est déplacée trop près de l'étoile et n'aurait pas été visible pour Webb ni en février ni en avril 2025", a expliqué Sanghi. Sur la base de la luminosité de la planète dans les observations en infrarouge moyen et des simulations d'orbite, les chercheurs concluent qu'il pourrait s'agir d'une géante gazeuse d'une masse approximativement égale à celle de Saturne, en orbite autour d'Alpha Centauri A sur une trajectoire elliptique, sa distance à l'étoile variant entre une et deux unités astronomiques (une unité astronomique est la distance moyenne de la Terre au Soleil).

Implications pour la science et la recherche future

Pierre-Olivier Lagage du CEA en France, co-auteur des articles et responsable français du développement de l'instrument MIRI, a commenté l'aspect technique de la découverte : "Ce sont parmi les observations les plus difficiles que nous ayons effectuées jusqu'à présent avec le coronographe de MIRI. Lorsque nous développions l'instrument, nous étions impatients de voir ce que nous pourrions trouver autour d'Alpha Centauri, et j'attends avec impatience ce qu'il nous révélera ensuite !"

Si elle est confirmée, la planète potentielle vue sur l'image d'Alpha Centauri A prise par Webb marquera une nouvelle étape dans les efforts pour imager directement les exoplanètes. "De toutes les planètes directement imagées, ce serait la plus proche de son étoile jamais vue. Elle est également la plus similaire en température et en âge aux planètes géantes de notre système solaire, et la plus proche de notre foyer, la Terre", dit Sanghi. "Son existence même dans un système de deux étoiles très rapprochées remettrait en question notre compréhension de la façon dont les planètes se forment, survivent et évoluent dans des environnements chaotiques." La confirmation de cette découverte par des observations supplémentaires pourrait transformer l'avenir de la science des exoplanètes, ouvrant un nouveau chapitre dans la recherche de mondes au-delà du nôtre.