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Alpha Centauri, est le système stellaire et planétaire le plus proche du système solaire. Il est situé à 4,37 années-lumière (1,34 pc) du Soleil. Il s’agit d’un système à trois étoiles : α Centauri A (officiellement Rigil Kentaurus « le Pied du Centaure »), α Centauri B (officiellement Toliman « les Autruches ») et α Centauri C (officiellement Proxima Centauri « la plus proche ») et au moins une planète.

Alpha Centauri A et Alpha Centauri B sont les deux étoiles principales qui forment une étoile double, là où Alpha Centauri C est une naine rouge bien moins lumineuse, qui est l'étoile la plus proche du Soleil.

Alpha Centauri A et B sont des étoiles semblables au Soleil (classes G et K). Ensemble, elles forment l'étoile binaire Alpha Centauri AB. À l’œil nu, ce système apparaît comme l'étoile la plus brillante de la constellation du Centaure, par sa magnitude apparente de -0,27, et (hormis le Soleil) la troisième plus brillante de tout le ciel (surclassée uniquement par Sirius et Canopus). Alpha Centauri est trop au sud pour être visible dans la majeure partie de l’hémisphère nord.

Tailles comparatives des étoiles du système d'Alpha du Centaure avec le Soleil.

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Propriétés orbitales

Les composants A et B d’Alpha Centauri ont une période orbitale de 79,91 ans et leur orbite est modérément excentrique, e = 0,5179. Leur approche la plus proche est 11,2 UA (1,68 milliard de km), soit environ la distance entre le Soleil et Saturne, et leur séparation la plus éloignée est de 35,6 UA (5,33 milliards de km), soit environ la distance entre le Soleil et Pluton.

L’approche, ou périastre, la plus récente a été observée en août 1955 et la prochaine le sera en mai 2035. La séparation orbitale la plus éloignée, ou apoastre, a eu lieu en mai 1995 et la prochaine sera en 2075. La distance apparente entre A et B diminue rapidement, au moins jusqu'en 2019.

Alpha Centauri C se trouve à environ 13 000 UA d’Alpha Centauri AB. Cela équivaut à 0,21 année-lumière ou à 1 950 milliards de km. Depuis 2017, les mesures de vitesse radiale sont suffisamment précises pour prouver que Proxima Centauri et Alpha Centauri AB sont bien liées par gravitation. La période orbitale de Proxima Centauri est d’environ 547 000 (+66 000−40 000) ans, avec une excentricité de 0,50 ± 0,08 (à titre de comparaison, celle de la Terre est de 0,01, celle de Mercure est de 0,2). Son périastre est estimé à 4300(+1 100−900 )UA du foyer et son apoastre, à 13 000(+300−100)

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Propriétés physiques

Les études astérosismiques, l'activité chromosphérique et la rotation stellaire (gyrochronologie) amènent à penser que le système d'Alpha Centauri AB est aussi ancien (ou légèrement plus vieux) que le nôtre. Les estimations varient suivant la méthode employée : on obtient de 4,85 à 6,52 milliards d'années par les analyses astérosismiques, 4,4 ± 2,1 milliards d'années déduite de l'activité chromosphérique, alors que la gyrochronologie donne 5 ± 0,3 milliards d'années. La théorie de l'évolution stellaire implique que les deux étoiles sont légèrement plus âgées que le Soleil, entre 5 et 6 milliards d'années, comme l'indiquent leurs caractéristiques de masse et spectrales.

Les paramètres orbitaux d'Alpha Centauri AB permettent de déterminer que la masse totale du système AB est d'environ 2 masses solaires (M_☉). Les masses stellaires moyennes sont respectivement de 1,09 et 0,90 M_☉, bien que des masses légèrement supérieures aient été citées ces dernières années (1,14 et 0,92 M_☉, soit un total de 2,06 M_☉)

En astrophysique, l’astérosismologie est la discipline qui étudie les modes de vibrations (ou oscillations) des étoiles autres que le Soleil (dans ce cas, on parle d'héliosismologie). L'astérosismologie est une technique d'étude de la stucture interne des étoiles.

La chromosphère est la basse atmosphère d'une étoile. C'est une fine couche rose de gaz, transparente pour la lumière visible, située entre la photosphère et la couronne solaire.

La gyrochronologie est une méthode pour estimer l'âge d’étoiles de faible masse comme le Soleil à partir de leur rotation.

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Alpha Centauri Aa : l'étoile principale

Alpha Centauri A, également appelé Rigil Kentaurus, est une étoile de la séquence principale du même type que le Soleil, c'est-à-dire une naine jaune, dont la classification stellaire est de type spectral G2 V , légèrement plus grande et plus lumineuse que le Soleil. Alpha Centauri A est environ 10 % plus massive que le Soleil, avec un rayon environ 22 % plus grand. Elle est la quatrième étoile la plus brillante du ciel nocturne, avec une magnitude apparente de -0,01, légèrement plus pâle que Arcturus qui brille d'une magnitude apparente de -0,04.

Alpha Centauri Ab (Candidat 1) (exoplanète)

En 2021, une exoplanète candidate appelée Candidat 1 (C1) fut détectée autour d'Alpha Centauri A, dont l'orbite est estimé à approximativement 1,1 UA avec une période autour d'un an, et dont la masse est estimée entre celle de Neptune et la moitié de celle de Saturne, bien qu'il puisse s'agir d'un disque de poussière ou d'un artéfact.

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Alpha Centauri Ba : l'étoile secondaire

Alpha Centauri B, également appelée Toliman, est l’étoile secondaire du système binaire. C'est une étoile de la séquence principale de type spectral K1 V, ce qui la rend plus orange que l'Alpha Centauri A . Elle a une magnitude apparente de +1,35, a environ 90% de la masse du Soleil et un diamètre inférieur à celui de ce dernier de 14%. Bien que sa luminosité soit inférieure à celle de A, Alpha Centauri B émet plus d’énergie dans les rayons X. Sa courbe de lumière varie sur une courte période de temps et au moins un pic a été observé. Elle est magnétiquement plus active qu'Alpha Centauri A, affiche un cycle de 8,2 ± 0,2 ans (contre 11 ans pour le Soleil) et une variation moitié moins élevée que celui-ci en ce qui concerne la luminosité coronale.

Alpha Centauri Bb : planète à l'existence contestée (exoplanète)

Une planète, nommée Alpha Centauri Bb, orbitant autour de Alpha Centauri B, a été annoncée en octobre 2012. Cependant, plusieurs études ont depuis remis en cause l'existence de cet objet. Si la planète existait, sa période de révolution serait de 3,2 jours terrestres. Très proche de son étoile, très chaude à plus de 1 000 °C, probablement rocheuse et de la taille de la Terre, elle présenterait toujours la même face à son étoile.

Alpha Centauri Bc : candidat planète en transit (exoplanète)

Le 27 mars 2015, Brice-Olivier Demory annoncent la possible existence d'une deuxième planète autour d'Alpha Centauri B. Cette deuxième planète aurait une taille comparable à la Terre (92% de celle-ci) et orbiterait en moins de 20 jours autour de son étoile. Si elle était confirmée, cette planète recevrait le nom « Alpha Centauri Bc ». Tout comme la supposée Alpha Centauri Bb, elle serait beaucoup trop proche de son étoile pour avoir de l'eau liquide en surface

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Proxima Centauri, ou Alpha Centauri C : le système compagnon éloigné

Des trois étoiles, c'est Proxima Centauri (littéralement « [l'étoile] du Centaure la plus proche ») qui est la plus proche de nous, à 4,24 AL, soit 270 000 UA. Proxima est une naine rouge de magnitude apparente 11, donc beaucoup trop faible pour être vue à l'œil nu. C'est elle aussi une étoile de la séquence pricipale, mais de type spectral M6 Ve et sa masse est de 0,1221 masses solaires.

Elle est éloignée d'Alpha Centauri par 13 000 UA et bien que son orbite autour du couple central ne soit pas directement connue, l'association entre ces trois étoiles est certaine car Proxima et le couple principal se déplacent ensemble parallèlement. Pour cette raison, Proxima est parfois appelée Alpha Centauri C. La période de cette orbite, anciennement estimée à entre 500 000 ans et 2 millions d'années, a été réévaluée à environ 600 000 ans.

Positions relatives du Soleil, d'Alpha Centauri AB et Alpha Centauri C (Proxima Centauri).

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Proxima Centauri d est une exoplanète en orbite autour de l'étoile la plus proche du Soleil, la naine rouge Proxima Centauri. Proxima Centauri d orbite en près de 5 jours et 3 heures (terrestres) autour de son étoile à environ 4,3 millions de km. À cette distance, elle se situe dans la zone chaude de son étoile, mais pas loin de la zone habitable. Sa température moyenne estimée est de 87 °C (360 K). Certains endroits en régions polaires pourraient avoir des températures modérées.�Sa masse équivaut à un quart de la masse de la Terre. Soit juste plus du double de la masse de Mars.

Proxima Centauri b est la première exoplanète confirmée du système. Elle est probablement tellurique, d'une masse minimale de 1,3 masse terrestre et en orbite dans la zone habitable de son étoile. Elle a été trouvée en utilisant la méthodes des vitesses radiales, où des décalages Doppler périodiques des raies spectrales de l'étoile hôte suggèrent un objet en orbite.

Proxima Centauri c est une potentielle exoplanète de type super-terre froide ou bien de type mini-Neptune selon l'importance de son atmosphère, en orbite autour de l’étoile naine rouge Proxima Centauri .

Ce candidat, qui demande à être confirmé, aurait une masee minimale de 5,8 fois la masse de la Terre et une période orbitale d'environ 1900 jours, ce qui placerait cette planète à une distance d'environ 1,5 unité astronomique de Proxima, comparable à celle de Mars par rapport au Soleil.

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Position d'Alpha Centauri dans la constellation du Centaure.

Animation montrant le mouvement d'Alpha Centauri sur la voûte céleste (les autres étoiles sont volontairement figées pour plus de clarté).

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Liste des étoiles, naines brunes et leurs compagnons planétaires les plus proches

Alpha Centauri se trouve à l'intérieur du nuage G.(Le nuage G est un nuage interstellaire situé à côté du nuage interstellaire local.

La brillante étoile Alpha du Centaure et ses alentours.

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https://youtu.be/JFPpxWgHvNw

Alpha Centauri. Que cache le système stellaire le plus proche de nous ?

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Le projet Breakthrough Starshot, lancé début 2016, a pour objectif d'envoyer des milliers de sondes spatiales d'environ 1 gramme, équipées de voiles solaires, vers Alpha du Centaure, le système stellaire le plus proche du système solaire. Le faible poids de ces sondes, allié à la puissance du laser terrestre utilisé pour les propulser jusqu'à 100 gigawatts, permettrait à ces dernières d'atteindre 20 % de la vitesse de la lumière dans le vide et ainsi de pouvoir nous retourner des images des exoplanètes potentielles d'Alpha du Centaure, notamment de Proxima Centori b, d'ici 40 à 50 ans.

Les sondes spatiales miniaturisées

Les sondes spatiales ont une masse de l'ordre du gramme et sont équipées d'une voile solaire d'environ 4 m² (2 m x 2 m) pesant également environ 1 gramme. Ces sondes spatiales seront très nombreuses (de l'ordre du millier, voire beaucoup plus). Toutes ces sondes spatiales seront dotées d'une part d'équipements identiques (communication via un laser intégré, stockage d'énergie, éventuellement le contrôle de la voile, etc.) et d'autre part d'équipements spécifiques (selon les sondes : appareil photographique, détecteur radio, analyseur de molécules, etc.) leur permettant de remplir une mission. Chaque sonde ne sera pas unique, ce qui rend la perte de quelques exemplaires défectueux non problématique.

Ces sondes seraient lâchées par milliers sur une orbite haute par un vaisseau mère. Elles seraient alors accélérées en une fois par le rayon laser.

L'émetteur laser

L'émetteur laser a pour but d'éclairer la voile solaire et d'accélérer la sonde spatiale grâce à la pression de radiation. La puissance du laser sera de l'ordre de 100 GW. Le rayon laser sera en fait généré par combinaison de plusieurs lasers de puissance inférieure. L'impulsion laser durera 10 minutes environ, délivrant 1 TJ à la voile et permettant à la sonde spatiale d'atteindre, avec une accélération de plus de 10 000 g, sa vitesse de croisière (0,2 c)

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