L'étoile de Kapteyn est une petite étoile rouge très ancienne, à environ 13 années-lumière de la Terre. Une année-lumière est la distance que parcourt la lumière en un an, soit environ 9,46 billions de kilomètres. L'étoile de Kapteyn mesure environ 400 000 kilomètres de diamètre, un peu moins d'un tiers de la largeur du Soleil. Ce chiffre correspond à la largeur de sa surface visible, mesurée par interférométrie dans une étude publiée en 2003.

Taille

L'étoile de Kapteyn est une naine rouge, plus petite, plus froide et moins lumineuse que le Soleil, avec un peu plus du quart de la masse solaire. Des astronomes ont mesuré sa largeur avec l'interféromètre du Very Large Telescope, au Chili. Celui-ci combinait la lumière de deux télescopes de 8 mètres distants de 104 mètres. Ensemble, ils pouvaient distinguer des détails bien plus fins que chacun pris séparément.

L'étoile paraissait large d'environ 0,69 millième de seconde d'arc, une seconde d'arc valant 1/3 600 de degré. Compte tenu de sa distance, cela donnait un rayon égal à 0,291 fois celui du Soleil. L'étoile mesure donc environ 405 000 kilomètres de diamètre, à environ 9 % près. Une estimation de 2022 issue de la mission Gaia de l'Agence spatiale européenne, fondée sur la luminosité et la température de l'étoile, donne environ 430 000 kilomètres.

Comparaisons de taille

• Le Soleil est environ 3,4 fois plus large que l'étoile de Kapteyn, et environ 3,6 fois plus massif.
• L'étoile de Kapteyn est un peu plus large que la distance moyenne de la Terre à la Lune, l'objet immédiatement plus petit dans l'explorateur.
• Elle est environ 2,9 fois plus large que Jupiter, et environ 1,9 fois plus large que Proxima Centauri, l'étoile la plus proche du Soleil.
• Si le Soleil était réduit à la taille d'un ballon de basket, l'étoile de Kapteyn serait une bille d'environ 7 centimètres de diamètre, un peu plus grosse qu'une balle de tennis, à environ 21 000 kilomètres de distance.

Une visiteuse venue du halo

L'étoile doit son nom à Jacobus Kapteyn, astronome à l'université de Groningue, aux Pays-Bas. En 1897, il découvrit qu'elle se déplace dans le ciel à une vitesse inhabituelle. Elle se déplace d'environ 8,7 secondes d'arc par an, de quoi parcourir une distance égale à la largeur de la pleine Lune en environ 220 ans.

L'étoile de Kapteyn appartient au halo de la Voie lactée, une population d'étoiles vieille d'environ 11 milliards d'années. Elle tourne autour du centre de la Voie lactée dans le sens opposé à celui du Soleil, sur une orbite très allongée. Des études de 2014 et 2016 l'ont décrite comme l'étoile du halo la plus proche du Soleil. Son gaz ne contient qu'environ un septième de la proportion de fer du Soleil, un signe qu'elle s'est formée tôt dans l'histoire de la Voie lactée.

Une étude de 2016 a estimé son âge à environ 11,5 milliards d'années, soit environ 2,5 fois l'âge du Soleil. Elle, ainsi qu'un groupe d'étoiles qui se déplacent avec elle, pourrait partager une origine commune avec Omega Centauri, un vieil amas d'étoiles. Cet amas pourrait être ce qu'il reste d'une petite galaxie entrée en collision avec la Voie lactée. Une étude de 2015 a toutefois remis en question ce lien pour les autres étoiles du groupe.

Des planètes qui n'existaient pas

En 2014, une équipe a signalé deux planètes autour de l'étoile de Kapteyn, détectées grâce à de minuscules oscillations de va-et-vient dans le mouvement de l'étoile. L'une semblait se trouver dans la zone habitable de l'étoile, où une planète pourrait être assez chaude pour abriter de l'eau liquide. En 2015, une autre équipe a montré que ce signal correspondait en réalité à la rotation et à l'activité propres de l'étoile. Une étude de 2021 a conclu que les deux signaux provenaient de l'étoile elle-même, et non de planètes.

Sources

• First radius measurements of very low mass stars with the VLTI. Ségransan et al., Astronomy & Astrophysics, 2003.
• Gaia DR3 astrophysical parameters: source 4810594479418041856 (Kapteyn's Star). European Space Agency Gaia mission, via CDS VizieR, 2022.
• Two planets around Kapteyn's star: a cold and a temperate super-Earth orbiting the nearest halo red-dwarf. Anglada-Escudé et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 2014.
• Living with a Red Dwarf: Rotation and X-ray and Ultraviolet Properties of the Halo Population Kapteyn's Star. Guinan et al., The Astrophysical Journal, 2016.
• Stellar activity mimics a habitable-zone planet around Kapteyn's star. Robertson et al., The Astrophysical Journal Letters, 2015.
• A Gaussian Process Regression Reveals No Evidence for Planets Orbiting Kapteyn's Star. Bortle et al., The Astronomical Journal, 2021.
• Karl Schwarzschild, Annie J. Cannon, and Cornelis Easton: PhDs honoris causa of Jacobus C. Kapteyn. Pieter C. van der Kruit, arXiv preprint, 2021.
• New planet detected around star closest to the Sun. European Southern Observatory, 2022.
• A discontinuity in the Teff-radius relation of M-dwarfs. Rabus et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2019.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• Sun Fact Sheet. NASA, 2024.
• Jupiter Fact Sheet. NASA, 2024.
• Moon Fact Sheet. NASA, 2024.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.
• Rules of Tennis 2026. International Tennis Federation, 2026.