UNE GÉANTE CACHÉE CHEZ NOS VOISINS ?

À 3,5 parsecs, l’étoile double 61 Cygni est l’une des plus proches voisines du Soleil. Ses deux naines orangées, 61 Cyg A et 61 Cyg B, un peu moins massives que le Soleil, tournent l’une autour de l’autre en 707 ans environ. Le couple a aussi sa place dans l’histoire : son grand déplacement dans le ciel, mesuré pour la première fois par G. Piazzi en 1806, a conduit F. Bessel à la première mesure de la parallaxe d’une étoile — la première distance d’une étoile — en 1838.

Aujourd’hui, 61 Cygni compte pour une autre raison. C’est l’une des cibles les plus favorables pour de futures missions conçues pour photographier des planètes semblables à la Terre dans la zone habitable d’étoiles proches, comme les projets SHERA, Habitable Worlds Observatory et LIFE. Pourtant, des décennies de recherches, depuis les années 1940, n’y ont jamais confirmé une seule planète.

Une anomalie qu’aucune étoile n’explique

En 2019 et 2022, Pierre Kervella et ses collègues ont repéré un indice. Si seules les deux étoiles existaient, leurs mouvements dans le ciel se répondraient exactement, au rapport de leurs masses près. En combinant les données des satellites Hipparcos et Gaia, ils ont trouvé un écart : une « anomalie de vitesse orbitale » de 88,5 ± 19,8 mètres par seconde, significative à 4,4 sigma. Quelque chose d’invisible tire l’une des étoiles.

Cette mesure seule ne dit pas autour de quelle étoile tourne le compagnon, ni sa masse : un objet léger tout proche ou un objet plus lourd plus loin produiraient la même traction.

Éliminer l’impossible

Aniket Sanghi, de Caltech, et une équipe répartie entre les États-Unis, la France, le Royaume-Uni et l’Inde ont pris le problème à l’envers d’une détection directe. Ils ont généré un million d’orbites possibles compatibles avec l’anomalie, puis ont écarté toutes celles qui contredisent ce qui a déjà été observé :

• La qualité de l’ajustement de Gaia. Un compagnon massif tout proche aurait fait trembler les étoiles pendant les trois ans de relevés de Gaia. Ce n’est pas le cas.
• L’imagerie. Des images infrarouges prises au télescope MMT en 2006 n’ont rien vu, ce qui exclut les compagnons massifs et brillants à grande séparation.
• Les vitesses radiales. Des spectrographes mesurent le va-et-vient des étoiles depuis 1987. L’équipe a ajouté environ deux ans de nouvelles données très précises de l’instrument NEID, ce qui porte la couverture à 37 ans pour les deux étoiles. Aucun signal de planète n’apparaît — seulement un signal de 49 jours sur 61 Cyg B qui correspond à la rotation de l’étoile.
• La stabilité. Chaque orbite restante a été simulée sur un million d’années avec les deux étoiles. Les orbites inclinées d’environ 90 degrés par rapport à l’orbite des étoiles, ou trop lointaines, se désagrègent.

Après tous les filtres, le compagnon permis se concentre vers 8 masses de Jupiter et 8 unités astronomiques, quelle que soit l’étoile autour de laquelle il tourne. — Figure 4 (haut), Sanghi et al. (2026), arXiv:2609.32893.

Ce qui reste : une super-Jupiter froide

Tout ce qui reste est compatible avec une super-Jupiter d’environ 8 ± 3 masses de Jupiter, en orbite à environ 8 ± 3 unités astronomiques — une échelle proche de celle des planètes géantes de notre propre Système solaire. Son orbite durerait plus de dix ans. Elle pourrait tourner autour de l’une ou l’autre étoile.

Le système ayant environ six milliards d’années, les modèles de refroidissement des planètes géantes lui donnent une température de 282 ± 55 kelvins et un rayon presque exactement égal à celui de Jupiter. Ce serait un monde sombre et froid, qui brille surtout de sa chaleur résiduelle.

Mauvaise nouvelle pour les jumelles de la Terre — peut-être

Les planètes géantes peuvent faire ou défaire leurs petites voisines. L’équipe a peuplé la zone habitable de 61 Cyg A — entre 0,28 et 0,68 unité astronomique, là où une planète recevrait entre l’ensoleillement de Vénus et celui de Mars — de 100 particules tests, et les a laissées évoluer avec la géante et la seconde étoile.

Zones sombres : la géante vide la zone habitable. Les orbites proches ou très inclinées sont destructrices ; les orbites lointaines et alignées ne le sont pas. — Figure 6, Sanghi et al. (2026), arXiv:2609.32893.

Si la géante tourne à moins d’environ 5 unités astronomiques, la zone habitable est fortement perturbée, quelle que soit son inclinaison. Entre 5 et 10, elle n’est déstabilisée que si l’orbite est très inclinée, par une lente bascule appelée effet von Zeipel–Lidov–Kozai.

Un candidat, pas encore une planète

Les auteurs insistent : il s’agit encore d’un candidat. La prochaine publication de données de Gaia devrait mesurer le mouvement des étoiles trois à quatre fois plus précisément, mais elle ne couvre que 5,5 ans — moins d’une orbite. Confirmer ou exclure la géante demandera aussi d’autres vitesses radiales ou de l’imagerie directe. Pour un système que de futures missions pourraient scruter à la recherche d’une seconde Terre, savoir si une géante rôde à côté passe en premier.