Bientôt l'image directe d'une planète tellurique autour d'Alpha du Centaure ?

La première campagne dédiée à l'observation directe d'exoplanètes a visé l'étoile Alpha du Centaure A depuis l'Observatoire austral européen (Chili). Elle utilise une caméra infrarouge développée en 2004 par l'Irfu, que les scientifiques ont modifiée pour être couplée à un télescope expérimental du VLT (Very Large Telescope).

Jusqu'à présent, les exoplanètes ne sont détectées qu'indirectement car la lumière des étoiles qu'elles réfléchissent est des milliards de fois plus faible que celle émise par leur étoile. Observer une planète proche de son étoile, à quelques années-lumière de nous, revient à discerner un papillon de nuit voletant devant un réverbère distant de plusieurs dizaines de kilomètres...

Pour y parvenir cependant, les chercheurs de l'Irfu ont modifié, avec leurs partenaires européens, la caméra infrarouge à 10 µm VISIR (VLT Imager and Spectrometer for the InfraRed) installée il y a 15 ans pour étudier les étoiles, et en particulier les jeunes étoiles. Ils ont inséré un système coronographique destiné à occulter la lumière de l'étoile cible et révéler les signatures de planètes éventuelles. Ils ont également couplé la caméra au système de correction des turbulences atmosphériques, opérant par déformation du miroir secondaire du télescope (optique adaptative). Ils ont enfin doté VISIR d'un système de commutation rapide, permettant de basculer plus rapidement qu'auparavant entre différentes étoiles cibles (toutes les 100 millisecondes) pour soustraire plus efficacement le "fond de ciel" très élevé à ces longueurs d'onde.

Le nouvel ensemble ainsi obtenu, désigné sous le nom de NEAR (Near Earths in the AlphaCen Region), est le premier instrument au monde potentiellement capable de former l'image directe d'une exoplanète tellurique habitable, en orbite autour d'une étoile proche. NEAR cible les étoiles de notre voisinage immédiat, entre quatre et dix années-lumière, et tout particulièrement Proxima du Centaure, avec son "duo" d'étoiles (binaires), Alpha du Centaure A et B.

La première campagne de NEAR - plus de cent heures d'observations sur dix nuits - a eu lieu en mai 2019, avec la participation de chercheurs de l'Irfu, chargés en particulier de l'analyse de données. Les résultats seront mis à la disposition de la communauté scientifique dès qu'ils seront disponibles.

L'expérience NEAR préfigure la traque d'exoplanètes avec le futur télescope européen ELT (Extremely Large Telescope) de 39 mètres de diamètre, qui devrait entrer en service en 2026. Elle permettra notamment de tester de nouvelles méthodes d'observation pour l'instrument METIS (Mid-Infrared E-ELT Imager and Spectrograph), projet dans lequel l'Irfu est aussi fortement impliqué.

Voir aussi:
- le communiqué de l'Observatoire européen austral.
- le site de l'Irfu.
- vidéo