Un système planétaire à 10 années-lumière qui ressemble au nôtre en plus jeune

Sur cette illustration du système d’Epsilon Eridani (aka Ran), on peut voir la planète jovienne Epsilon Eridani b, baptisée en 2015, AEgir, en bordure d’un anneau de débris rappelant la ceinture d’astéroïdes (entre Mars et Jupiter) dans notre Système solaire — Crédit : NASA, Sofia, Lynette Cook

La dixième étoile la plus proche de nous, Epsilon Eridani alias Ran, arbore décidément de nombreux points communs avec notre Système solaire. De nouvelles observations visant à clarifier la distribution de la matière tout autour d’elle renforce l’hypothèse de la présence de deux anneaux. L’un, évoquant la ceinture d’astéroïdes, est bordé par une planète jovienne nommée Ægir, et l’autre, plus lointain, pourrait être délimité par une planète comparable à Neptune.

Située à seulement 10,5 années-lumière, l’étoile Epsilon Eridani (eps Eri, ε Eridani ou ε Eri pour faire court) n’est pas une inconnue des amateurs de science-fiction. La dixième étoile la plus proche du Système solaire, visible dans la constellation australe de l’Éridan, est notamment le théâtre des péripéties de la série Babylon 5 et apparaît aussi dans Star Trek. Au cours des années 1960, elle est une des premières, avec Tau Ceti, à être épiée dans le cadre du fameux SETI, un programme de recherche de civilisations extraterrestres initié par Frank Drake.

Rien n’y a été détecté pour l’instant. Mais cela n’a rien de surprenant car l’étoile, une naine orange un peu moins grosse et massive que le Soleil (une naine jaune) est encore jeune. Les astronomes lui donnent 800 millions d’années, ce qui au miroir de notre Système solaire âgé de 4,5 milliards d’années, peut effectivement paraître peu. Au même âge, la vie sur Terre n’en était encore qu’à ses premiers balbutiements.

Au fil des années et d’observations avec des télescopes à la vue toujours plus aiguisée, les chercheurs ont détecté une abondance de poussière tout autour d’elle puis, à l’aube du XXIe siècle, une exoplanète 1,5 fois plus massive que notre Jupiter, en orbite à environ 3,39 unités astronomiques (1 UA représente la distance Terre-Soleil) de son étoile, y fut débusqué. En 2015, l’astre et son petit compagnon (d’autres sont soupçonnés de s’y cacher) reçurent un nom homologué par l’Union astronomique internationale (UAI) : Ran, déesse nordique des mers, pour Epsilon Eridani et Ægir, son mari, dieu des Océans, pour Epsilon Eridani b.

Illustration réalisée à partir des observations du télescope spatial Spitzer en 2008. Le système Epsilon Eridani est comparé avec le nôtre. Les indices supposaient alors la présence de deux anneaux de débris autour de l’étoile. Epsilon Eridani b, borderait l’anneau interne et une probable planète géante, comparable à Neptune, démarquerait l’anneau externe. La configuration de ce jeune système rappelle en deux nombreux points celle de notre Système solaire — Crédit : NASA, JPL, Caltech, R. Hurt (SSC)

Y a-t-il un disque de débris autour d’Epsilon Eridani ou deux anneaux ?

Plus ce jeune système planétaire est étudié, plus les chercheurs y relèvent des similitudes avec le nôtre. Il y a donc son soleil, certes un peu plus faible que le nôtre, une planète géante positionnée à une distance équivalente à celle Jupiter avec le Soleil dans notre système et, last but not least, la probabilité qu’elle arbore deux ceintures d’astéroïdes comparables à celle que nous avons entre Jupiter et Mars, et aussi notre ceinture de Kuiper (anneaux de débris situé au-delà de l’orbite de Neptune), peuplée de comètes.

Pour y voir plus clair et parce que ce système en cours de finition peut aider les chercheurs à mieux comprendre la formation de notre Système solaire, Kate Su (université de l’Arizona) et son équipe, ont sondé eps Eri avec le télescope aéroporté Sofia (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy). Son diamètre de 2,5 m lui a ainsi permis d’obtenir des détails trois fois plus fins qu’avec le satellite Spitzer (0,85 m) qui l’avait observé quelques années auparavant dans l’infrarouge. Et enfin, grâce à la caméra Forcast (Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope), sensible aux longueurs d’onde comprises entre 25 et 40 microns (indétectable depuis le sol terrestre), les chercheurs ont pu discerner les émissions infrarouges les plus fortes dans cette nuée de poussières.

Dans leur étude publiée dans The Astronomical Journal, les auteurs tranchent la question de la répartition de la matière répartie autour de l’étoile. Entre le modèle proposant l’existence d’un, voire deux, anneaux de poussière et de gaz et celui figurant un seul disque très vaste, il ne fait plus guère de doutes pour eux que c’est la première configuration qui est la bonne. « […] la matière chaude se situe près de l’orbite de la planète jovienne, explique l’astrophysicienne. En outre, un objet de masse planétaire est nécessaire pour arrêter la ‘’feuille’’ de poussière de la zone extérieure, il est semblable au rôle de Neptune dans notre Système solaire ». La chercheure conclut : « Il est vraiment impressionnant de voir comment eps Eri, une version beaucoup plus jeune de notre Système solaire, s’est mis en place comme le nôtre. »

Combien de planètes reste-t-il à découvrir dans le système de Ran ? Nous devrions le savoir au cours de ces prochaines années. L’avantage, pour les astronomes, est que cette étoile n’est pas très éloignée. Cela en fait une cible tout indiquée pour le futur James Webb Space Télescope qui sera lancé en 2018.

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