Malheureusement pas d’atmosphère pour une exoplanète proche

Des scientifiques qui utilisent une paire de télescopes spatiaux de la NASA ont eu pour la première fois l’occasion d’observer l’atmosphère d’une exoplanète rocheuse de la taille de la Terre.

Malheureusement, ils sont repartis un peu bredouilles, selon David Latham, astronome au Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts :

Il n’y a pratiquement pas d’atmosphère. Il n’y a peut-être qu’une infime péllicule d’atmosphère, mais c’est tout.

Ce fut une déception, mais pas une surprise, car à part sa taille et sa composition rocheuse, la planète en question n’est pas vraiment terrestre.

Baptisé LHS 3844b, elle mesure environ 1,3 fois le diamètre de la Terre et elle a été découverte en 2018 par le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA, en orbite à 48 années-lumière d’une étoile naine rouge.

Image d’entête : représentation artistique de l’exoplanète de la taille de la Terre LHS 3844b. Elle pourrait être recouverte de roche volcanique noire. Les données suggèrent également que la planète a peu ou pas d’atmosphère. (NASA/ JPL-Caltech/ R. Hurt (IPAC))

Elle est si proche de son étoile, cependant, qu’elle effectue un tour complet toutes les 11 heures, assez proche pour toujours garder une face vers son soleil, tout comme la Lune garde toujours une face vers la Terre.

Pour voir s’il y a une atmosphère, l’équipe de Latham a utilisé le télescope spatial Spitzer de la NASA pour étudier les variations des émissions de lumière infrarouge de la planète au cours de son orbite.

Ce faisant, ils ont profité du fait que l’orbite de LHS 3844b est en bordure de notre ligne de visée, ce qui signifie qu’elle passe directement entre nous et son étoile.

Lorsqu’elle passe devant son soleil (phase 3 dans le schéma ci-dessous), il y a une baisse de luminosité de l’étoile, mais apparait aussi la signature thermique infrarouge du côté nocturne de la planète. Plus tard, juste avant que la planète ne passe derrière son étoile (phase 9 dans le schéma ci-dessous), nous voyons à la fois le disque entier de son étoile et la signature thermique du côté jour de la planète. Puis elle passe derrière son soleil, de sorte que tout ce qui est visible est l’étoile elle-même.

(NASA/ JPL-Caltech/ L. Kreidberg (CfA | Harvard & Smithsonian))

À partir de là, il est possible de cartographier comment les émissions thermiques infrarouges, et donc les températures, varient d’un côté à l’autre du jour à la nuit, explique M. Latham. Le côté jour s’est avéré extrêmement chaud, aux environs des 770 °C, alors que le côté nuit n’était pas très loin au-dessus du zéro absolu.

Même avec une atmosphère, LHS 3844b serait toujours un monde des extrêmes. Mais une atmosphère produirait aussi des vents puissants, selon M. Latham qui estime que :

Ils porteraient une partie de la chaleur du côté jour vers le côté nuit, et il ne ferait pas si froid.

Toutes les exoplanètes rocheuses ne sont pas censées être identiques. LHS 3844b « est si proche de son étoile que son atmosphère a été emportée par le vent », selon Latham.

Et l’étude est une étape importante pour prouver que nous pouvons effectivement étudier l’atmosphère de planètes qui entourent d’autres étoiles.

Selon Laura Kreidberg, une autre astronome du Harvard & Smithsonian, ‘auteur principal de l’étude :

Dans ce cas, la réponse semble être que la planète n’a pas d’atmosphère.

Mais je ne suis pas inquiète. D’autres planètes (avec des températures plus basses) peuvent avoir plus de facilité à conserver leur atmosphère, et j’espère que les observations futures nous diront à quelle fréquence et dans quelles circonstances les atmosphères ont tendance à survivre. Ce sera un gros indice dans la recherche de la vie sur d’autres planètes.

L’étude publiée dans Nature : Absence of a thick atmosphere on the terrestrial exoplanet LHS 3844b et présentée sur le site du Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics : A Rare Look at the Surface of a Rocky Exoplanet.