Alpha Centauri pourrait avoir une super Jupiter en orbite

Alpha Centauri
Crédits: Digitized Sky Survey 2 Remerciements : Davide De Martin/Mahdi Zamani
Le problème à trois corps représente l’un des défis les plus complexes en physique. Les interactions gravitationnelles et les mouvements résultants entre trois corps massifs sont notoirement difficiles à prédire en raison de leur instabilité inhérente. Un exemple classique est celui d’une planète en orbite autour de deux étoiles, également connu sous le nom de « problème à trois corps restreint ». Malgré cette complexité, il existe des configurations d’orbite potentiellement stables pour une planète dans de tels systèmes. De nouvelles recherches suggèrent que le système stellaire voisin Alpha Centauri AB pourrait abriter une Super Jupiter en orbite stable.

Comprendre le problème à trois corps

Le problème à trois corps est l’une des énigmes les plus fascinantes et complexes de la physique et de l’astronomie. À sa base, il explore les interactions gravitationnelles entre trois masses importantes, comme des étoiles ou des planètes, et les défis imprévisibles qu’elles présentent.

Imaginez trois objets massifs en mouvement dans l’espace, chacun attiré par la gravité des autres. La dynamique de ce système est extraordinairement complexe, car chaque corps exerce une force d’attraction sur les deux autres simultanément. Cette configuration rend les trajectoires individuelles des corps difficilement prédictibles à long terme.

L’un des exemples les plus intrigants du problème à trois corps est celui d’une planète en orbite autour de deux étoiles, comme on le trouve dans les systèmes binaires stellaires. Ce scénario est souvent appelé le « problème des trois corps restreint ». Contrairement à une orbite simple autour d’une seule étoile, où les lois de Kepler permettent des prédictions relativement précises, une planète dans un système binaire doit naviguer entre deux influences gravitationnelles majeures.

Ce défi est exacerbé par l’instabilité inhérente à ces configurations. Les orbites peuvent être chaotiques et sensibles aux moindres perturbations, ce qui signifie que de petites variations initiales peuvent conduire à des résultats complètement différents sur des échelles de temps cosmiques.

Le cas Alpha Centauri

Cependant, dans le cas d’une paire d’étoiles comme Alpha Centauri AB, où les deux composantes (Alpha Centauri A et Alpha Centauri B) sont relativement éloignées l’une de l’autre (environ 4,37 années-lumière) par rapport à un troisième objet, il est possible d’envisager des orbites potentiellement stables pour des corps plus petits comme des planètes.

Pour rappel, Alpha Centauri AB est constitué de deux étoiles similaires au Soleil, Alpha Centauri A et Alpha Centauri B. Alpha Centauri A est une étoile de classe G légèrement plus massive que notre Soleil, tandis qu’Alpha Centauri B est une étoile de classe K légèrement moins massive.

Dans le cadre de récents travaux, des chercheurs ont donc étudié notre voisin binaire le plus proche pour comprendre si le système pourrait accueillir une « super Jupiter » et déterminer quelle orbite cette planète géante pourrait suivre.

Alpha Centauri
Comparaisons de tailles pour Alpha Centauri A et B (la paire la plus proche de la Terre), Proxima Centauri (l’étoile individuelle la plus proche) et le Soleil. Crédits : Planetary Habitability Lab/UPR Arecibo

Comparaison avec d’autres systèmes binaires et implications pour la stabilité

Pour cette étude, les chercheurs ont comparé ce système avec un autre système binaire connu sous le nom de GJ65AB (Gliese 65). Bien que GJ65AB soit composé de deux étoiles plus massives, les similitudes dans leurs rapports de masse et d’excentricité orbitale rendent la comparaison pertinente.

Par ailleurs, GJ65AB héberge une exoplanète de la masse de Neptune sur une orbite stable, ce qui suggère que des conditions similaires pourraient être favorables à Alpha Centauri AB.

Pour opérer, les chercheurs ont utilisé la méthode du facteur de croissance exponentielle moyenne des orbites proches (MEGNO). Il s’agit d’une technique utilisée pour évaluer la stabilité des orbites planétaires en mesurant la croissance exponentielle des écarts orbitaux. L’équipe a plus précisément mené des simulations pour déterminer les paramètres orbitaux qui pourraient permettre à une planète de la masse de Jupiter de maintenir une orbite stable autour d’Alpha Centauri A ou B.

Les résultats ont alors indiqué une zone de stabilité potentielle pour une planète avec une masse approximative de 350 fois celle de la Terre, avec des paramètres orbitaux spécifiques.

Notez que bien que ses simulations montrent la possibilité d’une orbite stable pour une Super Jupiter dans Alpha Centauri AB, cela ne garantit pas l’existence réelle d’une telle planète.