À une distance de seulement 12,5 années-lumière, en orbite autour d’une étoile si discrète qu’elle n’a été identifiée qu’en 2003, se trouve l’un des mondes rocheux les plus semblables à la Terre jamais situés dans la zone habitable. Cependant, la question fondamentale de la présence d’une atmosphère à sa surface reste toujours sans réponse.
Nommée Étoile b de Teegarden, cette sphère céleste a une masse estimée à au moins 1,16 fois celle de la Terre et complète son orbite autour d’une naine rouge, située à environ 12,5 années-lumière de notre système solaire, dans la constellation du Bélier.
Située dans la zone habitable de son étoile, l’étoile b de la planète Teegarden, avec une masse minimale de 1,16 fois celle de la Terre, est considérée comme l’un des mondes les plus similaires au nôtre jamais catalogués, selon les critères habituels. Bien que son existence soit connue des astronomes depuis 2019, il n’a pas encore été possible de déterminer la présence d’une atmosphère, laissant ouverte la distinction entre une planète potentiellement habitable et une simple roche spatiale.
L’obstacle à cette découverte ne tient pas à un manque d’intérêt scientifique, mais plutôt à sa configuration géométrique. La planète n’effectue pas de transit visible devant son étoile d’un point de vue terrestre, ce qui rend irréalisable la principale méthode actuellement disponible pour analyser la composition atmosphérique des exoplanètes lointaines.
Découverte inhabituelle de l’étoile de Teegarden grâce au suivi
La détection de l’étoile Teegarden n’a pas eu lieu par ciblage direct du télescope. Il a été identifié pour la première fois en 2003 par l’astronome de la NASA Bonnard Teegarden et son équipe, qui ont examiné des images archivées prises des années plus tôt par le programme de suivi des astéroïdes géocroiseurs. Bien qu’elle soit l’une des deux douzaines d’étoiles les plus proches de notre Soleil, sa luminosité extrêmement faible l’a rendue indétectable pendant une longue période. Classé nain M7, il possède moins d’un dixième de la masse solaire, une température de surface d’environ 2 900 Kelvin et une magnitude apparente de 15, nécessitant de gros équipements pour son observation.
Ce qui permettait son identification, c’était son propre mouvement. L’étoile se déplace dans le ciel à une vitesse d’environ cinq secondes d’arc par an, constituant l’un des mouvements propres les plus importants de toutes les étoiles connues, une caractéristique qui ressort dans les comparaisons d’images capturées à différents moments.
Identification des planètes b et c dans le système stellaire
Des exoplanètes associées à l’étoile ont été découvertes plus tard. En juin 2019, le projet CARMENES, coordonné par Mathias Zechmeister de l’Université de Göttingen, annonçait l’existence de deux planètes probables de masse similaire à la Terre, nommées b et c, avec des périodes orbitales respectivement de 4,9 et 11,4 jours, sans aucune preuve de transit. Plus tard, en 2024, une étude dirigée par Stefan Dreizler a révélé une troisième planète, plus éloignée et plus froide, au-delà de la zone habitable, et a amélioré les données des deux planètes les plus intérieures.
Il est crucial d’être précis dans l’interprétation de ces mesures. Les détections sont réalisées grâce à la méthode de la vitesse radiale, qui quantifie la petite force gravitationnelle exercée par une planète sur son étoile. Cette méthode ne donne que la masse minimale de la planète, et non sa masse réelle, l’inclinaison de son orbite restant inconnue. Par conséquent, l’étoile b de Teegarden a une masse d’au moins 1,16 masse terrestre et pourrait être légèrement plus grande. La classification comme planète rocheuse découle de cette masse minimale réduite, et non d’une taille directement mesurée, puisque la planète n’a jamais été observée en transit et, par conséquent, son rayon n’a pas été déterminé.
Pendant un certain temps, la planète B a enregistré l’indice de similarité terrestre (ESI) le plus élevé parmi les exoplanètes connues, proche de 0,95. Cependant, une réévaluation en 2024 a ajusté cette valeur à environ 0,90. L’ESI est un score qui évalue la similarité sur la base d’estimations de taille et de température, et ne constitue pas une mesure directe de l’habitabilité.
La raison de l’incertitude atmosphérique de l’étoile b de Teegarden
L’absence de transits orbitaux est le facteur déterminant de la stagnation de la question atmosphérique. Lorsqu’une planète passe devant son étoile, une infime fraction de la lumière de l’étoile traverse toute atmosphère présente, permettant aux gaz de laisser des signatures spectrales qui peuvent être lues par des équipements tels que le télescope spatial James Webb pour sonder les atmosphères des mondes rocheux. Cette méthode est inefficace pour les planètes qui, comme celles du système Teegarden, n’effectuent pas de transits visibles de notre point de vue.
Les estimations fondamentales concernant la planète manquent encore de précision. Même de petites variations dans l’évaluation de la lumière et de la chaleur reçues par l’étoile b de Teegarden sont significatives, car la planète semble être proche du bord intérieur de la zone habitable. Une étude de modélisation climatique réalisée en 2025 a indiqué qu’une estimation donnée de son éclairement le maintiendrait en dessous du seuil d’un effet de serre incontrôlable, tandis qu’une estimation légèrement plus élevée le placerait au-dessus de ce seuil. La question de savoir si une atmosphère aurait survécu à la première phase de l’étoile est un point distinct et crucial pour les naines rouges, qui présentent souvent des éruptions intenses au cours de leur premier milliard d’années, avec le potentiel de détruire l’atmosphère planétaire. Webb a détecté peu de preuves d’atmosphères denses sur les planètes intérieures de TRAPPIST-1, b et c, mais il s’agit d’un système distinct et les informations restantes sont basées sur des modèles avec des données supposées. Rien de tout cela ne constitue une mesure directe de l’étoile b de Teegarden.
Un aspect est cependant favorable à la planète : l’étoile Teegarden est exceptionnellement silencieuse pour son type, montrant moins d’activité magnétique que la plupart des naines M tardives. Cette caractéristique augmente la probabilité qu’une atmosphère ait persisté tout au long des huit milliards d’années d’histoire du système.
Quels futurs instruments pourraient révéler l’atmosphère de l’exoplanète ?
La spectroscopie de transmission étant irréalisable, la résolution de l’énigme atmosphérique dépend d’instruments capables d’étudier directement la planète, en analysant la lumière réfléchie ou l’émission thermique, plutôt que de s’appuyer sur le transit. La littérature scientifique cite deux exemples prometteurs : la caméra planétaire et le spectrographe prévus pour l’Extremely Large Telescope (ELT), actuellement en construction au Chili, et LIFE, un interféromètre spatial proposé pour identifier la lueur infrarouge des exoplanètes tempérées proches. La même étude de modélisation souligne catégoriquement que la caractérisation détaillée n’a pas encore été réalisée et nécessitera la prochaine génération d’observatoires.
L’étoile b de Teegarden occupe ainsi une position unique dans le domaine de l’astronomie. Elle est suffisamment proche et présente des similitudes avec la Terre en termes de masse et de rayonnement pour être l’une des principales cibles dans la recherche de mondes habitables. Cependant, elle reste inaccessible à la technique qui a été à l’origine de la plupart des avancées récentes dans le domaine. Les prochaines informations pertinentes sur cette exoplanète ne proviendront pas du corps céleste lui-même, mais plutôt des nouveaux télescopes qui sont en cours de développement pour l’observer.
