Elle appartient à l'un des systèmes stellaires les plus prometteurs pour la recherche de vie extraterrestre : l'exoplanète Trappist-1b a été sondée par l'instrument Miri du télescope James-Webb, à la recherche d'une atmosphère. Que nous révèlent ses données recueillies ?
Située à 40,5 années-lumièreannées-lumière de la Terre, l'étoile Trappist-1 intrigue les astronomesastronomes depuis sa découverte en 1999. En effet, cette étoile naineétoile naine rouge abrite au moins sept exoplanètes, toutes ayant des caractéristiques proches des planètes rocheusesplanètes rocheuses de notre Système solaireSystème solaire : taille, masse, ou encore densité ! Parmi elles, trois se trouvent dans la zone habitable, celle qui permettrait la présence d'eau à l'état liquideliquide.
C'est pourquoi l'une des premières missions du télescopetélescope James-Webb a été de se concentrer dessus, et de pointer son instrument MiriMiri vers cet intriguant système planétaire. Il a ainsi pointé son viseur vers Trappist-1b, l'exoplanèteexoplanète la plus proche de l'étoile. Les résultats viennent juste d'être publiés dans Nature. « Ces observations tirent vraiment parti de la capacité infrarougeinfrarouge moyen de Webb », détaille Thomas Greene dans un communiqué de l'ESA, astrophysicienastrophysicien au centre de recherche Ames de la NasaNasa et auteur principal de l'étude. « Aucun télescope précédent n'avait la sensibilité nécessaire pour mesurer une lumière infrarouge moyenne aussi faible ».
Trappist-1b n'a pas d'atmosphère significative
D'un diamètre similaire à celui de la Terre, Trappist-1b se situe cependant bien plus proche de son étoile, avec une distance à son étoile 10 fois moindre que celle de entre MercureMercure et le SoleilSoleil. Mais, du fait de son étoile, une naine rouge dont le rayonnement est bien inférieur à celui du Soleil, une naine jaunenaine jaune, la lumière qu'elle reçoit est sensiblement similaire, équivalente à 4 fois celle de la Terre. Surtout, « cette planète est verrouillée par les maréesmarées, avec un côté faisant face à l'étoile à tout moment et l'autre dans l'obscurité permanente, explique Pierre-Olivier Lagage du CEA, coauteur de l'article. S'il y a une atmosphèreatmosphère pour faire circuler et redistribuer la chaleur, le côté jour sera plus frais que s'il n'y a pas d'atmosphère ».
C'est justement ce qu'ont cherché les scientifiques : en utilisant une technique appelée spectroscopie d'éclipseéclipse secondaire, ils sont parvenus à mesurer le changement de luminositéluminosité du système lorsque la planète passe derrière l'étoile. Ensuite, il est possible de revenir à la luminosité de la planète en soustrayant la mesure durant l'éclipse à celle sans éclipse. Le tout dans l'infrarouge grâce à l'instrument Miri de James-Webb, qui correspond au rayonnement thermique. Cette luminosité peut ensuite être reliée à la température de l'étoile, donc à la présence - ou non - d'atmosphère !
Les résultats sont plutôt décevants : il n'y en a pas ! « Nous avons comparé les résultats à des modèles informatiques montrant ce que devrait être la température dans différents scénarios, détaille Elsa Ducrot, scientifique au CEA et coauteure de l'étude. Les résultats sont presque parfaitement cohérents avec un corps noircorps noir constitué de roche nue et sans atmosphère pour faire circuler la chaleur. Nous n'avons pas non plus vu de signes d'absorptionabsorption de la lumière par le dioxyde de carbonedioxyde de carbone, ce qui serait apparent dans ces mesures ».
« Une étape vraiment importante dans l'histoire de la découverte d'exoplanètes »
Si ce résultat n'est pas positif, il permet en revanche de confirmer les capacités de James-Webb, et reste très encourageant pour la suite. Car, pour la toute première fois, une exoplanète tempérée a été caractérisée. « Il y avait une cible que je rêvais d'avoir, ajoute P. Lagage. Et c'était celle-ci. C'est la première fois que nous pouvons détecter l'émissionémission d'une planète rocheuse et tempérée. C'est une étape vraiment importante dans l'histoire de la découverte d'exoplanètes ».
Par la suite, d'autres planètes du système Trappist-1, ou même d'autres systèmes planétaires seront sondés de la même façon. En particulier autour des naines rouges, les étoiles les plus probables pour la détection de vie extraterrestre. « Il y a dix fois plus de ces étoiles dans la Voie lactéeVoie lactée qu'il y a d'étoiles comme le Soleil, et elles sont deux fois plus susceptibles d'avoir des planètes rocheuses que des étoiles comme le Soleil, conclut T. P. Greene. Mais ils sont aussi très actifs -- ils sont très brillants quand ils sont jeunes et ils émettent des fuséesfusées éclairantes et des rayons Xrayons X qui peuvent anéantir une atmosphère ».
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