Le système planétaire Gliese 581 est le système lié gravitationnellement comprenant l’étoile Gliese 581 et les objets qui gravitent autour d’elle. Le système est connu pour être composé d’au moins trois planètes découvertes par la méthode des vitesses radiales, ainsi que d’un disque de débris. La notoriété du système est principalement due aux premières découvertes en exoplanétologie, entre 2008 et 2010, de possibles planètes terrestres en orbite dans sa zone habitable et à la proximité relative du système avec le système solaire, à 20 années-lumière. Cependant, l’histoire de son observation est controversée en raison de fausses détections et de conjectures et avec la méthode de la vitesse radiale donnant peu d’informations sur les planètes elles-mêmes au-delà de leur masse.
Les planètes confirmées sont censées être situées près de l’étoile avec des orbites quasi-circulaires. Dans l’ordre de distance de l’étoile, ce sont Gliese 581e, Gliese 581b et Gliese 581c. Les lettres représentent l’ordre de découverte, b étant la première planète découverte autour de l’étoile.
Historique des observationsModifier
La première annonce d’une planète autour de l’étoile a été Gliese 581b découverte par des astronomes de l’Observatoire de Genève en Suisse et de l’Université de Grenoble en France. Détectée en août 2005 et utilisant de nombreuses données du spectromètre ESO/HARPS, elle était la cinquième planète à être découverte autour d’une naine rouge. D’autres observations effectuées par le même groupe ont permis de détecter deux autres planètes, Gliese 581c et Gliese 581d. La période orbitale de Gliese 581d était initialement estimée à 83 jours, mais elle a ensuite été révisée à une valeur inférieure de 67 jours. La distance orbitale révisée la placerait aux limites extérieures de la zone habitable, distance à laquelle on pense qu’il est possible que de l’eau liquide existe à la surface d’un corps planétaire, si les conditions atmosphériques sont favorables. On estime que Gliese 581d reçoit environ 30 % de l’intensité de la lumière que la Terre reçoit du Soleil. En comparaison, la lumière du soleil sur Mars a environ 40% de l’intensité de celle de la Terre, bien que si des niveaux élevés de dioxyde de carbone sont présents dans l’atmosphère planétaire, l’effet de serre pourrait maintenir les températures au-dessus du point de congélation.
La découverte suivante était la planète intérieure Gliese 581e, également par l’Observatoire de Genève et utilisant les données de l’instrument HARPS, a été annoncée le 21 avril 2009. Cette planète, d’une masse minimale de 1,9 Terre, était à l’époque l’exoplanète confirmée la moins massive identifiée autour d’une étoile de la séquence principale.
Le 29 septembre 2010, des astronomes utilisant l’Observatoire Keck ont proposé deux planètes supplémentaires, Gliese 581f et Gliese 581g, toutes deux sur des orbites presque circulaires, sur la base de l’analyse d’une combinaison de jeux de données provenant des instruments HARPS et HIRES. La planète proposée Gliese 581f était considérée comme une planète de 7 masses terrestres sur une orbite de 433 jours et trop froide pour contenir de l’eau liquide. La planète candidate Gliese 581g a attiré plus d’attention : surnommée le Monde de Zarmina par l’un de ses découvreurs, la masse prédite de Gliese 581g était comprise entre 3 et 4 masses terrestres, avec une période orbitale de 37 jours. La distance orbitale a été calculée pour être bien à l’intérieur de la zone habitable de l’étoile, bien que l’on s’attende à ce que la planète soit verrouillée de manière tidale, un côté de la planète faisant toujours face à l’étoile. Dans une interview avec Lisa-Joy Zgorski de la National Science Foundation, on a demandé à Steven Vogt ce qu’il pensait des chances que la vie existe sur Gliese 581g. Vogt s’est montré optimiste : « Je ne suis pas un biologiste, et je ne veux pas non plus en jouer à la télévision. Personnellement, étant donné l’ubiquité et la propension de la vie à s’épanouir partout où elle le peut, je dirais que … les chances de vie sur cette planète sont de 100%. Je n’ai presque aucun doute à ce sujet. »
Deux semaines après l’annonce de la découverte de Gliese 581f et Gliese 581g, l’astronome Francesco Pepe de l’Observatoire de Genève a signalé que dans une nouvelle analyse de 179 mesures prises par le spectrographe HARPS sur 6,5 ans, ni la planète g ni la planète f n’étaient détectables, et les mesures pertinentes ont été incluses dans un article téléchargé sur le serveur arXiv preprint, bien qu’encore non publié dans une revue à comité de lecture. La non-existence de Gliese 581f a été acceptée relativement rapidement : il a été démontré que les variations de vitesse radiale qui ont conduit à la prétendue découverte de Gliese 581f étaient plutôt associées au cycle d’activité stellaire qu’à une planète en orbite. Néanmoins, l’existence de la planète g est restée controversée : Vogt a répondu dans les médias qu’il maintenait sa découverte et des questions se sont posées pour savoir si l’effet était dû à l’hypothèse d’orbites circulaires plutôt qu’excentriques ou aux méthodes statistiques utilisées.
L’analyse bayésienne n’a trouvé aucune preuve claire d’un cinquième signal planétaire dans l’ensemble combiné de données HIRES/HARPS, bien que d’autres études aient conduit à la conclusion que les données soutenaient l’existence de la planète g, bien qu’avec de fortes dégénérescences dans les paramètres en raison de la première harmonique excentrique avec la planète extérieure Gliese 581d.
Utilisant l’hypothèse que le bruit présent dans les données était corrélé (bruit rouge plutôt que bruit blanc), Roman Baluev a remis en question non seulement l’existence de la planète g, mais aussi celle de Gliese 581d, suggérant que seules trois planètes (Gliese 581b, c et e) étaient présentes.
Le 27 novembre 2012, l’Agence spatiale européenne a annoncé que l’observatoire spatial Herschel avait découvert une ceinture de comètes « à 25 ± 12 UA jusqu’à plus de 60 UA ». Elle doit compter « au moins 10 fois » autant de comètes que le système solaire. Cela exclut probablement les planètes de la masse de Saturne au-delà de 0,75 UA. Cependant, une autre planète (non découverte) plus éloignée, disons une planète de la masse de Neptune à 5 UA, pourrait être nécessaire pour maintenir le renouvellement de la ceinture de comètes.
Une objection différente contre l’existence de Gliese 581d a été offerte dans une étude de 2014 dont les auteurs ont fait valoir que Gliese 581d est « un artefact de l’activité stellaire qui, lorsqu’il est incomplètement corrigé, provoque la fausse détection de la planète g ». Cela reste controversé, avec un article de 2015 en accord avec l’analyse de 2014 et un autre en désaccord avec elle.
PlanètesEdit
L’analyse en cours du système a produit plusieurs modèles pour l’arrangement orbital du système. Il n’y a pas de consensus actuel et des modèles à 3 planètes, 4 planètes, 5 planètes et 6 planètes ont été proposés pour traiter les données de vitesse radiale disponibles. La plupart de ces modèles prédisent cependant que les planètes intérieures sont proches avec des orbites circulaires, tandis que les planètes extérieures, en particulier Gliese 581d, si elle existe, sont sur des orbites plus elliptiques.
Les modèles de la zone habitable de Gliese 581 montrent qu’elle s’étend d’environ 0,1 à 0,5 UA en prenant en partie l’orbite de Gliese 581d. Les trois premières planètes orbitent plus près de l’étoile que le bord intérieur de la zone habitable, les planètes d et g orbitant à l’intérieur de celle-ci.
| Compagnon (dans l’ordre depuis l’étoile) |
Masse | Semimajor axe (AU) |
Période orbitale (jours) |
Excentricité | Inclinaison | Radius |
|---|---|---|---|---|---|---|
| e | ≥1.7 ± 0.2 M⊕ | 0.02815 ± 0.00006 | 3.1490 ± 0.0002 | 0.00-0.06 | – | – |
| b | ≥15,8 ± 0,3 M⊕ | 0,04061 ± 0,00003 | 5,3686 ± 0,0001 | 0,00-0.03 | – | – |
| c | ≥5,5 ± 0,3 M⊕ | 0,0721 ± 0,0003 | 12,914 ± 0,002 | 0,00-0.06 | – | – |
| g (non confirmé) | ≥2,2 M⊕ | 0.13 | 32 | 0,00 | – | – |
| d (non confirmé) | 6.98 ± 0.3 M⊕ | 0.21847 ± 0.00028 | 66.87 ± 0.13 | 0.00-0.25 | – | – |
| Disque de débris | 25 ± 12 UA->60 UA | 30° – 70° | – | |||
Planètes confirméesEdit
Gliese 581eEdit
Gliese 581e est la planète la plus intérieure et, avec une masse minimale de 1,7 masse terrestre, elle est la moins massive des trois. Découverte en 2009, elle est également la planète confirmée la plus récente à avoir été découverte dans ce système. Elle met 3,15 jours pour compléter une orbite. Les analyses initiales ont suggéré que l’orbite de la planète est assez elliptique, mais après avoir corrigé les mesures de vitesse radiale pour l’activité stellaire, les données indiquent maintenant une orbite circulaire.
Gliese 581bModification
Gliese 581b est la planète la plus massive connue en orbite autour de Gliese 581 et a été la première à être découverte.
Gliese 581cEdit
Gliese 581c est la troisième planète en orbite autour de Gliese 581. Elle a été découverte en avril 2007. Dans leur article de 2007, Udry et al. affirment que si Gliese 581c a une composition de type terrestre, elle aurait un rayon de 1,5R⊕, ce qui en aurait fait à l’époque » la plus semblable à la Terre de toutes les exoplanètes connues « . Une mesure directe du rayon ne peut être effectuée car, vue de la Terre, la planète ne transite pas par son étoile. La masse minimale de la planète est de 5,5 fois celle de la Terre. La planète a d’abord attiré l’attention comme étant potentiellement habitable, bien que cela ait été écarté depuis. La température moyenne de la surface du corps noir a été estimée entre -3 °C (pour un albédo semblable à celui de Vénus) et 40 °C (pour un albédo semblable à celui de la Terre), mais les températures pourraient être beaucoup plus élevées (environ 500 degrés Celsius) en raison d’un effet de serre excessif semblable à celui de Vénus. Certains astronomes pensent que le système a pu subir une migration planétaire et que Gliese 581c a pu se former au-delà de la ligne de gel, avec une composition similaire aux corps glacés comme Ganymède. Gliese 581c complète une orbite complète en un peu moins de 13 jours.
Planètes non confirméesEdit
Gliese 581gEdit
Gliese 581g, officieusement connue sous le nom de Zarmina’s World, est une exoplanète non confirmée (et contestée) dont on prétend qu’elle orbite dans le système planétaire Gliese 581, à vingt années-lumière de la Terre. Elle a été découverte par le Lick-Carnegie Exoplanet Survey, et est la sixième planète en orbite autour de l’étoile (Gliese 581 f s’est avérée être un artefact) ; cependant, son existence n’a pas pu être confirmée par l’équipe de l’European Southern Observatory (ESO) / High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), et son existence reste controversée. On pense qu’elle se trouve près du milieu de la zone habitable de son étoile. Cela signifie qu’elle pourrait entretenir de l’eau liquide – une nécessité pour toute vie connue – à sa surface, s’il existe des conditions atmosphériques favorables sur la planète.
Gliese 581g a été prétendument détectée par les astronomes de l’enquête Lick-Carnegie Exoplanet Survey. Les auteurs ont déclaré que des ensembles de données provenant à la fois du spectromètre Echelle à haute résolution (HIRES) et de HARPS étaient nécessaires pour détecter la planète ; cependant, l’équipe d’enquête ESO/HARPS n’a pas pu confirmer son existence. La planète est restée non confirmée, car aucun consensus sur son existence n’a pu être atteint. Une réanalyse supplémentaire n’a trouvé que des preuves de l’existence de quatre planètes, mais le découvreur, Steven S. Vogt, n’était pas d’accord avec ces conclusions. Une autre étude, réalisée par Guillem Anglada-Escudé, a ensuite confirmé l’existence de la planète. En 2012, une nouvelle analyse de Vogt a confirmé son existence. En 2014, une nouvelle étude a conclu qu’il s’agissait d’un faux positif ; cependant, en 2015, une nouvelle analyse des données a suggéré qu’elle pourrait encore exister. On pense que la planète est verrouillée de manière tidale à son étoile. Si la planète possède une atmosphère dense, elle pourrait être en mesure de faire circuler la chaleur. L’habitabilité réelle de la planète dépend de la composition de sa surface et de son atmosphère. On pense que sa température se situe entre -37 et -11 °C (-35 et 10 °F). À titre de comparaison, la Terre a une température de surface moyenne de 15 °C (59 °F) – tandis que Mars a une température de surface moyenne d’environ -63 °C (-81 °F). La planète a, selon Vogt, une chance « à 100% » d’abriter la vie, mais cela est contesté.
Gliese 581dEdit
Gliese 581d est une exoplanète qui est actuellement contestée en raison d’une analyse inexacte causée par le bruit et l’activité stellaire, et est considérée comme réfutée par les archives des exoplanètes de la NASA. Cela reste controversé, un article de 2015 étant en accord avec l’analyse de 2014 et un autre en désaccord avec celle-ci. Un article de 2019 sur les planètes orbitant autour des naines M proches mentionne GJ 581 d (bien qu’il la désigne comme GJ 581 e). La masse de la planète serait de 6,98 Terres et son rayon, en supposant une composition semblable à celle de la Terre, serait de 2,2R⊕, ce qui en fait une super-Terre. On pense que sa période orbitale est de 66,87 jours, avec un axe semi-majeur de 0,21847 UA, avec une excentricité non contrainte. L’analyse suggère qu’il orbite dans la zone habitable de l’étoile, où les températures sont tout juste bonnes pour soutenir la vie.
SETIEdit
Le système Gliese 581 a été la cible de recherches SETI et SETI actif pour la vie extraterrestre.Un message de la Terre (AMFE) est un signal radio numérique de haute puissance qui a été envoyé le 9 octobre 2008 vers Gliese 581c. Le signal est une capsule temporelle numérique contenant 501 messages qui ont été sélectionnés dans le cadre d’un concours sur le site de réseautage social Bebo. Le message a été envoyé à l’aide du radiotélescope Yevpatoria RT-70 de l’Agence spatiale nationale ukrainienne. Le signal atteindra Gliese 581 au début de 2029.
Utilisant le SETI optique, Ragbir Bhathal a affirmé avoir détecté une impulsion lumineuse inexpliquée en provenance de la direction du système Gliese 581 en 2008.
En 2012, le Centre international de recherche en radioastronomie de l’Université Curtin à Perth, Gliese 581 a été précisément ciblé par l’Australian Long Baseline Array en utilisant trois installations de radiotélescopes à travers l’Australie et la technique d’interférométrie à très longue base, cependant aucun signal candidat n’a été trouvé.
Disque de débrisEdit
Au bord extérieur du système se trouve un disque de débris massif contenant plus de comètes que le système solaire. Le disque de débris a une inclinaison comprise entre 30° et 70°. Si les orbites planétaires se trouvent dans le même plan, leurs masses seraient comprises entre 1,1 et 2 fois les valeurs de masse minimale.