Proxima b du Centaure - Etude et exploration

[Alexis]

La découverte d'une planète tellurique de masse proche de celle de la Terre dans la zone habitable autour de l'étoile la plus proche du Soleil fera date.

Proxima-b du Centaure va focaliser une bonne partie de l'attention des spécialistes des exoplanètes pour longtemps, et son existence pourrait renforcer l'intérêt et multiplier les projets pour une sonde interstellaire à échéance proche, c'est-à-dire en ce siècle. Il est probable qu'au fur et à mesure de la mise en service de nouveaux instruments astronomiques plus puissants - télescope spatial James Webb prévu pour lancement en 2018, télescope géant européen E-ELT qui doit être mis en service en 2025 - on en apprendra de plus en plus sur la nouvelle planète, menant à renforcer voire confirmer le soupçon qu'elle pourrait abriter la vie, ou au contraire à le démentir.

On en a déjà un peu parlé page 24 du fil sur les exoplanètes et aussi page 8 du fil sur la construction d'un vaisseau spatial de colonisation.

Vu l'importance du sujet, vu la durabilité à prévoir au fur et à mesure des développements, je propose de lui dédier un fil spécifique.

 

Rappel des données de base

- Proxima du Centaure est une naine rouge située à 4,243 ± 0,002 année-lumière du Soleil. Elle fait partie d'un système triple avec deux autres étoiles Alpha du Centaure A et B, elle est éloignée de ces deux dernières d'environ 0,2 année-lumière

Tailles relatives du Soleil et des trois étoiles du système Alpha du Centaure

- Proxima du Centaure b est une planète tellurique c'est-à-dire solide, d'une masse de 1,1 à 1,5 fois supérieure à celle de la Terre, orbitant en 11 jours environ 20 fois plus proche de son étoile que la Terre du Soleil. Du fait de la petite taille de Proxima, cela signifie que la planète se trouve dans la zone habitable, c'est-à-dire là où l'existence d'eau liquide en surface serait possible

L'orbite de Proxima b du Centaure, à l'échelle de celle de Mercure

Plus précisément, les données à ce jour sont : masse minimale = 1,27+0,19−0,17 masse terrestre, période = 11,186+0,001−0,002 jour, demi-grand axe = 0,0485+0,041−0,051 unité astronomique

- Les questions ouvertes sur l'habitabilité de la planète incluent :

- la présence effective d'eau, nécessaire à la vie

- la présence d'une atmosphère, qui pourrait avoir été dispersée par le rayonnement X et UV très puissant reçu par la planète vu sa proximité de son étoile

- la présence d'un champ magnétique, qui contribuerait à la protection contre le rayonnement de l'étoile donc favoriserait le développement de la vie

- le régime de rotation autour de l'étoile : il est possible que Proxima b présente toujours la même face à son étoile, comme la Lune tournant autour de la Terre, ou bien elle pourrait être en rotation 3 / 2 c'est-à-dire 3 rotations sur elle-même pour 2 rotations autour de l'étoile. Dans les deux cas, s'il y a une atmosphère, les simulations indiquent qu'elle devrait permettre une limitation des extrêmes de température par échanges thermiques, mais le régime 3 / 2 semble tout de même plus favorable à l'établissement d'une biosphère

Habitabilité de Proxima b

Voici un résumé des résultats de simulation en fonction du contenu en CO2 de l'atmosphère (vertical) et de la quantité d'eau (horizontal), en haut si Proxima b présente toujours la même face à l'étoile, en bas si sa rotation est 3 / 2. Les zones bleues c'est-à-dire les cas où la planète est habitable sont plus grandes dans le second cas, donc l'habitabilité est plus probable dans ce cas que si Proxima b est lié à son étoile comme la Lune à la Terre

 

[penaratahiti]

j'aimerais y croire, mais quand on sait que Vénus & Mars sont dans la zone habitable...

J'ai lu (je sais plus où) que cette planète recevrait environ 100 plus d'UV que la Terre, mais on peut faire confiance à une forme de vie pour s'être affranchi de cette contrainte.

[Alexis]

Concernant l'E-ELT, il faut noter que son instrument MICADO prévu pour être opérationnel en 2024 est une caméra proche infrarouge avec une résolution spatiale de 6 à 12 millisecondes d'arc, ce qui se traduit à 4,24 année-lumière par la capacité de discriminer des détails de 1 à 2 million de kilomètres.

Sachant que Proxima b du Centaure est à 7 millions de kilomètres de son étoile, cela voudrait dire que la première image directe de Proxima b pourrait être disponible dès 2024 ? Bien sûr, il ne s'agirait que d'un seul pixel, aucun détail. Mais la spectographie pourrait en apprendre long, notamment sur l'existence d'une atmosphère, sa composition, ainsi que la température de surface de la planète...

De deux choses l'une, soit Proxima b serait révélée comme une déception du genre Vénus ou Mars, voire une planète sans atmosphère. Soit on détecterait une atmosphère avec une quantité de CO2 et d'eau intéressante, une température idem, et alors l'intérêt serait... décuplé.

Je ne parle même pas de la détection d'oxygène atmosphérique, là ce serait tout simplement le jackpot  !

 

Modifié le 30 août 2016 par Alexis
Correction du lien

[Alexis]

Voici deux articles intéressants qui discutent beaucoup plus en détails l'habitabilité potentielle de Proxima b

 

Habitable Planet Reality Check: Proxima Centauri b

Citation

Based on the limited data we currently have about Proxima Centauri b, it seems to be potentially habitable, although not very Earth-like. Its MPsini of 1.27 ME suggests that it is a rocky planet instead of a mini-Neptune with little prospect of being habitable in the conventional sense. It is also located inside the habitable zone (HZ) of its host star and detailed 3D global climate models suggest that it could be habitable over a wide range of realistic conditions. Comparing it to other potentially habitable exoplanets currently known (a short list dominated by plants of other rd dwarfs), Proxima Centauri b is probably one of the most promising on par with Kepler 186f. Although this is a hopeful start, we need to avoid getting too wrapped up in the media hype surrounding this important discovery since there is still much that remains to be learned about this new world in the months and years ahead which could affect this assessment.

(il vaut la peine de noter que Kepler 186f se situe à... 561 +42/-33 année-lumière de la Terre, c'est-à-dire plus de cent fois plus loin que Proxima b !)

 

Opportunities and Obstacles for Life on Proxima b

Citation

So is Proxima b habitable? The short answer is “It’s complicated.” Our observations are few, and what we do know allow for a dizzying array of possibilities. Did Proxima b move halfway across the galaxy? Did it endure a planetary-system-wide instability that launched its sibling planets into deep space and changed its orbit? How did it cope with the early high luminosity of its host star? What is it made of? Did it start out as a Neptune-like planet and then become Earth-like? Has it been relentlessly bombarded with flares and coronal mass ejections? Is it tidally heated into an Io-like (or worse) state? These questions are central to unlocking Proxima’s potential habitability and determining if our nearest galactic neighbor is an inhospitable wasteland, an inhabited planet, or a future home for humanity.

The last point is not as rhetorical as it might seem. Since all life requires an energy source, it stands to reason that, in the long term — by which I mean the loooong term — planets like Proxima b might be the ideal homes for life. Our Sun will burn out in a mere 4 billion years, but Proxima Centauri will burn for 4 trillion more. Moreover, if a “planet c” exists and slightly perturbs b’s orbit, tidal heating could supply modest energy to b’s interior indefinitely, providing the power to maintain a stable atmosphere. If humanity is to survive beyond the lifetime of our Sun, we must leave our Solar System and travel to the stars. If Proxima b is habitable, then it might be an ideal place to move. Perhaps we have just discovered a future home for humanity! But in order to know for sure, we must make many more observations, run many more computer simulations, and, hopefully, send probes to perform the first direct reconnaissance of an exoplanet. The challenges are huge, but Proxima offers a bounty of possibilities that fills me with wonder.

 

 

[alpacks]

 Moi je trouve ça délirant ...

Je ne vois pas en quoi cette exoplanète doit faire un pataquès + gros que les autres découvertes jusqu'a maintenant ...

 Et le + marrant dans l'histoire, c'est que le jour ou on aura des instruments pour l'étudier + en détail : On aura d'ici découvert des milliers d'exoplanètes de + dont des dizaines voir des centaines seront probablement 1000x + intéressantes que celle ci ...

 

   Je préfère suivre la campagne d'observation du duo central d'Alpha Centauri ou pour l'instant c'est toujours "délicat" du fait de la trop forte luminosité des 2 étoiles

[seb24]

il y a 25 minutes, alpacks a dit :

 Moi je trouve ça délirant ...

Je ne vois pas en quoi cette exoplanète doit faire un pataquès + gros que les autres découvertes jusqu'a maintenant ...

 Et le + marrant dans l'histoire, c'est que le jour ou on aura des instruments pour l'étudier + en détail : On aura d'ici découvert des milliers d'exoplanètes de + dont des dizaines voir des centaines seront probablement 1000x + intéressantes que celle ci ...

 

   Je préfère suivre la campagne d'observation du duo central d'Alpha Centauri ou pour l'instant c'est toujours "délicat" du fait de la trop forte luminosité des 2 étoiles

C'est intéressant car c'est le système le plus proche de nous et qu'une expédition ou l'envoi d'une sonde labas pourrait être réalisable dans un futur pas trop lointain.

[zx]

c'est aussi une motivation pour travailler sur de nouveau système de propulsion.

[Alexis]

Il y a 4 heures, alpacks a dit :

 Moi je trouve ça délirant ...

Je ne vois pas en quoi cette exoplanète doit faire un pataquès + gros que les autres découvertes jusqu'a maintenant ...

 Et le + marrant dans l'histoire, c'est que le jour ou on aura des instruments pour l'étudier + en détail : On aura d'ici découvert des milliers d'exoplanètes de + dont des dizaines voir des centaines seront probablement 1000x + intéressantes que celle ci ...

On a repéré déjà environ 2 000 exoplanètes, ce qui est remarquable c'est que l'on puisse dire que l'une des toutes premières les plus intéressantes en terme de recherche d'une autre vie soit justement... autour de l'étoile d'à-côté ! Je n'ai pas fait l'étude complète naturellement, mais le fait qu'un spécialiste puisse être d'avis que Proxima-b est l'une des deux plus intéressantes, sachant que l'autre se trouve à 561 année-lumière plutôt qu'à 4,24  ...

Je suis d'accord qu'il peut être difficile de détecter de plus loin les planètes telluriques qui sont justement celles qui nous intéressent le plus, la statistique "2 parmi 2000" est donc probablement biaisée. Reste que si Proxima-b n'est sans doute pas la seule intéressante dans l'univers, probablement même pas la seule intéressante dans un rayon de 20 année-lumière... 4,24 année-lumière, on ne pouvait vraiment pas espérer mieux en terme de proximité !

 

[alpacks]

Le 01/09/2016 à 17:01, seb24 a dit :

C'est intéressant car c'est le système le plus proche de nous et qu'une expédition ou l'envoi d'une sonde labas pourrait être réalisable dans un futur pas trop lointain.

 

     Et avec a peine 10% de trajet supplémentaire, on aura accès au duo central d'Alpha Centauri qui sera je pense BEAUCOUP + intéressant a étudier, si on sait aller a Proxima, alors on sait aller sur Alpha forcément ... D'ou pourquoi je trouve un peu idiot cet emballement

[zx]

rien n'empeche de faire deux missions une pour proxima, une pour alpha du centaure ou d'autres, si on peut les atteindre avec un délai  acceptable. mais il y a un paquet de problème à résoudre d'ici à avoir une sonde capable d'atteindre ces étoiles en 20-30 ans. un projet à l'échelle de l'humanité.

edit: Proxima a l'avantage d'avoir une planète identifié comme " nouvelle terre" possible, on a toujours rien côté alpha du centaure, il faut une sérieuse raison pour envoyer une mission aussi longue.

Modifié le 3 septembre 2016 par zx

[Alexis]

il y a une heure, alpacks a dit :

 

     Et avec a peine 10% de trajet supplémentaire, on aura accès au duo central d'Alpha Centauri qui sera je pense BEAUCOUP + intéressant a étudier, si on sait aller a Proxima, alors on sait aller sur Alpha forcément ... D'ou pourquoi je trouve un peu idiot cet emballement

Tu écris "je pense" et tu as raison... c'est ce que tu penses 

Le duo Alpha Centauri A et B sera aussi intéressant que Proxima SI on y détecte une planète potentiellement habitable. Ce qui n'est pour l'instant le cas que de Proxima.

Je ne sais pas si on trouvera une telle planète... et toi non plus, permets-moi de te le dire 

[seb24]

Il y a 4 heures, alpacks a dit :

 

     Et avec a peine 10% de trajet supplémentaire, on aura accès au duo central d'Alpha Centauri qui sera je pense BEAUCOUP + intéressant a étudier, si on sait aller a Proxima, alors on sait aller sur Alpha forcément ... D'ou pourquoi je trouve un peu idiot cet emballement

Pourquoi Beaucoup plus intéressant ? Pour l'instant on n'a aucune info qui permette de dire qu'on trouvera quelque chose d’intéressant autour des soleils d'Alpha Centauri. Ce qui n'est plus le cas de Proxima.

[Kovy]

Il y a 16 heures, alpacks a dit :

 

     Et avec a peine 10% de trajet supplémentaire, on aura accès au duo central d'Alpha Centauri qui sera je pense BEAUCOUP + intéressant a étudier, si on sait aller a Proxima, alors on sait aller sur Alpha forcément ... D'ou pourquoi je trouve un peu idiot cet emballement

L'emballement vient plus du fait qu'on a maintenant la preuve qu'on peut trouver des planètes "habitables" dans notre voisinage immédiat... ce qui va bien sur booster les investissements pour faire des campagnes d'observation du même type.

[Conan le Barbare]

Financer enfin un mégas télescope en orbite.

[seb24]

il y a 20 minutes, Conan le Barbare a dit :

Financer enfin un mégas télescope en orbite.

James Webb arrive dans 2 ans et ensuite Tu as 3 télescopes terrestre de 30 a 39m qui vont entrer en service d'ici 2024.

[Conan le Barbare]

Je pensais à un 50m moin en fait ^^

[seb24]

il y a 24 minutes, Conan le Barbare a dit :

Je pensais à un 50m moin en fait ^^

Déjà le E-ELT Européen avec ses 39 mètres devrait être sympa et nous faire faire un gros bon en avant. Pour plus gros il va falloir attendre.

[Deres]

il y a une heure, Conan le Barbare a dit :

Financer enfin un mégas télescope en orbite.

Avec un télescope spatial, tu est fortement limité dans le diamètre de ton miroir principal par les diamètres de coiffe des lanceurs.

Grosso modo, cela sera aux environ de 5 m maximum avec Ariane 5.

James Webb arrive à 6.5 m car son miroir est déployable, ce qui n'est possible que pour un télescope limité à l'infra rouge.

Donc dans les faits il n'est pas vraiment le successeur de Hubble mais le successeurs d'autres satellites.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Télescope_infrarouge

[ARPA]

Il y a 23 heures, alpacks a dit :

     Et avec a peine 10% de trajet supplémentaire, on aura accès au duo central d'Alpha Centauri qui sera je pense BEAUCOUP + intéressant a étudier, si on sait aller a Proxima, alors on sait aller sur Alpha forcément ... D'ou pourquoi je trouve un peu idiot cet emballement

10% pour des distances pareils, c'est énorme. Il faudra rajouter 10% de temps de trajet ou augmenter de bien plus que 10% le coût du trajet.

Et en plus il n'y a pas encore de planètes sur Alpha. Là je crois qu'il s'agit de la première planète "potentiellement" habitable et à une distance "raisonnable" qui permet d'espérer pouvoir faire plus que de la regarder de loin.

[seb24]

Il y a 5 heures, Deres a dit :

Avec un télescope spatial, tu est fortement limité dans le diamètre de ton miroir principal par les diamètres de coiffe des lanceurs.

Grosso modo, cela sera aux environ de 5 m maximum avec Ariane 5.

James Webb arrive à 6.5 m car son miroir est déployable, ce qui n'est possible que pour un télescope limité à l'infra rouge.

Donc dans les faits il n'est pas vraiment le successeur de Hubble mais le successeurs d'autres satellites.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Télescope_infrarouge

Pour quelle raison ce serait limité a l'infrarouge ?

[Deres]

Longueur d'onde plus grande donc moins sensible aux discontinuités dans la surface entre les différents bouts du miroir (mais on peut aussi en faire en longueur d'onde optique, c'est juste plus compliqué).

Modifié le 3 septembre 2016 par Deres

[Shorr kan]

Avec l'interférométrie optique, la limite de taille des télescopes spatiaux saute.

Restes à faire voler des satellites d’observation astronomique en formation avec la plus extrême précision.

 

                               

 

Modifié le 3 septembre 2016 par Shorr kan

[zx]

oui, mettre des centaines de petit telescope en réseau, c'est très complexe pour joindre les images. pour l'instant c'est la course au gigantisme pour cette nouvelle generation, 

Modifié le 4 septembre 2016 par zx

[seb24]

Il y a 22 heures, Deres a dit :

Longueur d'onde plus grande donc moins sensible aux discontinuités dans la surface entre les différents bouts du miroir (mais on peut aussi en faire en longueur d'onde optique, c'est juste plus compliqué).

Je suis pas sur de comprendre. Beaucoup de gros télescopes optique terrestre aujourd'hui ou en projet sont composés de multiples miroirs comme James Webb. Du coup je pense qu'il est possible de faire de même dans l'espace.

[Deres]

Bien sur que c'est possible.

Mais il faut gérer les discontinuités de manière active, ce qui est complexe (tout tes miroirs se déforme plus ou moins indépendamment).

Et dans l'espace, tu ne pourras pas (sauf exception) faire de réparations ou de maintenance de tes nombreux vérins, capteurs internes, ... qui doivent donc être doublés ou triplés, etc.

Et il faut compter sur le fait que la phase de déploiement se passera sans encombre.