Notre coin de la Voie lactée devient plutôt voisin. En 2016, les astronomes ont découvert une planète en orbite autour de Proxima Centauri, l’étoile la plus proche de notre soleil, à seulement 4 années-lumière. Maintenant, ils pensent avoir trouvé une exoplanète autour de l’étoile de Barnard, qui, à 6 années-lumière, est le deuxième système stellaire le plus proche. La planète – un monde froid plus de trois fois plus lourd que la Terre – est suffisamment proche pour que les scientifiques puissent en apprendre davantage sur son atmosphère grâce aux futurs télescopes géants. « Ce sera l’une des meilleures candidates », déclare l’astronome Nikku Madhusudhan de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni, qui ne faisait pas partie de l’équipe de découverte.

L’étoile b de Barnard, comme la nouvelle planète est appelée, a été atrocement difficile à cerner, et l’équipe la qualifie de « planète candidate », bien qu’elle soit convaincue de sa présence. La plupart des exoplanètes, y compris les milliers identifiées par le télescope spatial Kepler de la NASA, récemment mis hors service, ont été découvertes à l’aide de la technique du « transit », qui consiste à rechercher une baisse périodique de la lumière des étoiles lorsqu’une planète passe devant. Mais cette méthode ne détecte que la petite fraction des planètes qui traversent la face de leur étoile lorsqu’on les observe depuis la Terre. Malgré des décennies d’observation, les astronomes n’ont pas détecté de planètes transitant par l’étoile de Barnard.

Mais les astronomes peuvent également rechercher des planètes en mesurant leur tiraillement gravitationnel sur une étoile. Des centaines d’exoplanètes ont été découvertes en recherchant des décalages Doppler périodiques dans la fréquence de la lumière des étoiles. En 2015, les astronomes ont vu des indices de tels décalages dans la lumière de l’étoile de Barnard. « Nous nous sommes alors lancés à corps perdu », explique l’astronome Ignasi Ribas, de l’Institut des sciences spatiales de Barcelone, en Espagne, qui a dirigé le nouveau projet.

Son équipe a effectué des observations à partir de deux télescopes terrestres au Chili et en Espagne. Ils ont également observé avec un spectrographe à l’observatoire espagnol de Calar Alto et ont ajouté des données d’archives couvrant 20 ans provenant de ces instruments et de quatre autres, ce qui leur a donné un total de près de 800 mesures. « Il s’agissait d’un effort communautaire », explique M. Ribas. Comme ils le rapportent aujourd’hui dans Nature, ils ont constaté que la lumière de l’étoile oscillait tous les 233 jours, ce qui implique une planète en orbite avec une année de 223 jours.

Il y a une chance que les oscillations soient causées par quelque chose qui affecte la façon dont l’étoile brille de manière périodique, comme les taches stellaires. L’équipe a calculé que cela est hautement improbable, bien que toujours possible. « Nous sommes tout à fait convaincus » qu’il s’agit d’une planète, dit Ribas. Madhusudhan n’en est pas si sûr : « Si cela est confirmé, ce sera très bien. Cela montre à quel point il est difficile de faire cette chose. »

À partir de ces informations orbitales, l’équipe calcule que la planète doit peser au moins 3,2 fois plus que la Terre. Cela place l’étoile b de Barnard carrément dans une terra incognita entre les petites planètes rocheuses comme la Terre et les plus grandes planètes gazeuses comme Neptune. La mission Kepler a montré que de telles planètes intermédiaires sont courantes dans la galaxie, mais en l’absence d’exemples parmi nos huit planètes domestiques, les astronomes ont peu d’idées sur leur nature. Sont-elles des super-Terres rocheuses ou des mini-Neptunes gazeuses ? « Nous ne savons tout simplement pas. C’est vraiment difficile à dire », dit Ribas.

Pour en savoir plus sur l’étoile b de Barnard, il faudra probablement des télescopes capables de détecter la lumière de la planète elle-même. C’est difficile à faire car, vue de la Terre, la planète est proche de l’étoile et submergée par son éblouissement. Quelques télescopes équipés de coronographes – des dispositifs permettant de masquer la lumière d’une étoile – ont permis d’imager directement quelques grandes planètes sur des orbites larges, mais un objet comme l’étoile b de Barnard nécessitera la plus grande résolution des télescopes géants qui verront le jour au cours de la prochaine décennie, comme l’Extremely Large Telescope européen de 39 mètres. Les observations de ces télescopes pourraient révéler le taux de rotation de la planète, la composition et l’épaisseur de son atmosphère, et si elle a des nuages. « Ce serait un rêve. Nous apprendrions tellement de choses sur cette planète », dit Ribas.

Même si l’étoile b de Barnard est rocheuse, la vie aurait du mal à prendre racine sur sa surface froide. Bien que la planète tourne autour de son étoile beaucoup plus près que la Terre ne le fait du soleil, l’étoile de Barnard, une naine rouge, est si faible que sa planète ne reçoit que 2% de l’énergie que la Terre reçoit. L’équipe estime les températures de surface à -170°C.

Madhusudhan pense que ce résultat est un signe certain que les astronomes trouveront bientôt d’autres arrivistes dans le voisinage stellaire. « Je suis prêt à deviner qu’il y en a beaucoup comme ça à proximité », dit-il. « La question est de savoir comment les détecter ».

*Correction, 15 novembre, 9h50 : Cette histoire a été mise à jour pour corriger la période orbitale.