Découverte d’une des étoiles jumelles du Soleil

Vendredi, 21 décembre 2018
Une équipe internationale composée de chercheurs du Laboratoire Lagrange (CNRS/UNS/OCA) a découvert une étoile jumelle à notre Soleil. Grâce aux données du Projet AMBRE et de la mission Gaia de l’ESA, l’équipe a étudié les caractéristiques physico-chimiques de plus de 17 000 étoiles, pour en trouver finalement une qui partage les mêmes caractéristiques que le Soleil : âge, température, rayon, composition chimique... Cette étoile jumelle se serait formée dans le même amas d’étoiles que le Soleil, il y a 4,6 milliards d’années, mais toutes ces sœurs se sont ensuite « perdues de vue » lors de l’évolution dynamique de la Galaxie. 
Le Soleil s’est probablement formé au sein d’un amas d’étoiles dans le disque de notre Galaxie, il y a environ 4,6 milliards d’années, en compagnie de plusieurs milliers d’autres étoiles soeurs. Toutes ces étoiles sœurs ont le même âge, le même parent (un nuage de gaz interstellaire) et donc la même composition chimique (un peu comme l’ADN d’un enfant correspond à celui de ses parents). De plus, certaines de ces étoiles sont très ressemblantes au Soleil en termes de masse, de rayon et de température. On peut alors parler de véritables étoiles jumelles du Soleil. Cependant, au cours du temps et de son déplacement dans la Voie Lactée, cet amas ouvert s’est peu à peu disloqué à cause des forces de marée et tous ses membres se sont dispersés dans la Galaxie. C’est pourquoi le Soleil est une étoile plutôt isolée aujourd’hui, loin de sa famille d’étoiles, et qu’il est donc actuellement très difficile d’identifier ses étoiles sœurs.
L’amas ouvert, Trumpler 14, contient plus de 2000 étoiles de la même fratrie et est très semblable à celui dans lequel le Soleil et ses sœurs se sont probablement formées. (©: ESO/H. Sana). Or, retrouver ces étoiles est particulièrement important. En effet, nous n’avons que très peu d’information sur le passé du Soleil alors que la détection et l’étude de ses sœurs pourraient nous indiquer où et dans quelles conditions le Soleil s’est formé. Cela pourrait également nous aider à mieux comprendre comment des planètes se sont formées autour de notre étoile. Comme toujours, en étudiant l’autre nous nous comprenons mieux nous-mêmes.
Afin de retrouver d’éventuelles sœurs du Soleil, les astronomes ont exploré dans le détail les caractéristiques physico-chimiques de plus de 200 000 spectres d’étoiles qui avaient été analysées dans le cadre du Projet AMBRE. AMBRE est un projet d’archéologie galactique mis en place par Alejandra. Recio-Blanco et Patrick de Laverny de l’OCA et l’Observatoire Européen Austral (ESO). Son but est de déterminer automatiquement les paramètres atmosphériques et les abondances chimiques des spectres stellaires archivés à l’ESO obtenus grâce aux spectromètres FEROS, HARPS, UVES et GIRAFFE installés sur des télescopes au Chili.
En couplant ces données AMBRE avec les informations astrométriques extrêmement précises fournies par la mission Gaia de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), il a été possible d’identifier les étoiles ayant une composition chimique très semblable à celle du Soleil et d’estimer leur âge ainsi que leurs propriétés cinématiques dans la Galaxie.
Ainsi, il a été possible d’identifier quatre étoiles sœurs du Soleil ayant un âge et une composition chimique quasiment identique à celles de notre étoile. L’une d’entre-elles, HD186302, se trouvant à 186 années-lumière de nous, est bien particulière : cette étoile est non seulement une sœur, mais sa ressemblance au Soleil est telle (sa température ne diffère que de quelques dizaines de Kelvin, sa masse et son rayon que de quelques pourcents par rapport au Soleil), qu'il s'agit même d'une étoile jumelle.
HD186302, l’étoile jumelle de notre Soleil se trouvant actuellement à 186 années-lumière dans la constellation du Paon, n’est visible que de l’hémisphère sud (au centre de l’image, Crédits logiciel Stellarium) De telles étoiles jumelles sont également de très bonnes candidates pour rechercher les origines de la vie présente sur Terre. En effet, certains travaux ont proposé que des composants prébiotiques, indispensables à l’apparition de forme de vie, auraient pu être dispersés d’une planète vers une autre au sein d’un même amas d’étoiles. Ainsi, si une planète rocheuse orbite autour de cette étoile HD186302, et si cette planète a été contaminée par la vie sur Terre (ou réciproquement), on aurait alors découvert un clone de notre Terre orbitant un clone de notre Soleil. Toutefois, cette hypothèse fascinante demandera encore de nombreuses années d’étude avant d’être confirmée.
La prochaine étape sera bien évidemment de rechercher d’éventuelles planètes autour de HD186302, ce qui permettrait de les comparer aux planètes solaires formées dans des conditions quasiment identiques. Egalement, grâce aux prochains catalogues publiés par la mission Gaia, il sera certainement possible d’augmenter sensiblement le nombre d’étoiles sœurs et jumelles du soleil connues et donc d’encore mieux comprendre comment notre étoile et son cortège de planètes se sont formées et ce qu’elles sont devenues depuis leur naissance au sein d’un même cocon stellaire.

Source(s): 

V. Adibekyan, P. de Laverny, A. Recio-Blanco, S. G. Sousa, E. Delgado-Mena, G. Kordopatis, A. C. S. Ferreira, N. C. Santos, A. A. Hakobyan and M. Tsantaki (2018) The AMBRE project: searching for the closest solar siblingsAstronomy & Astrophysicsdoi:10.1051/0004-6361/201834285

Contact(s):
  • Patrick de Laverny, LAGRANGE
    laverny [at] obs-nice [dot] fr, 04 92 00 31 07

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