Le télescope spatial James Webb ne trouve pas d’atmosphère sur l’exoplanète semblable à la Terre, TRAPPIST-1b
De nouvelles mesures effectuées par le télescope spatial James Webb (JWST ou Webb) ont révélé qu’une exoplanète rocheuse en orbite autour d’une étoile connue sous le nom de TRAPPIST-1 n’a très probablement pas d’atmosphère.
Cette découverte réduit à néant l’espoir que ce monde intrigant puisse abriter la vie. Mais ne désespérez pas : il existe six autres exoplanètes semblables à la Terre dans le système stellaire TRAPPIST-1, et maintenant que la sonde Webb a prouvé sa capacité à les étudier, nous pouvons espérer d’autres nouvelles passionnantes dans un avenir proche.
Image d’entête : représentation de ce à quoi pourrait ressembler l’exoplanète rocheuse TRAPPIST-1 b, la plus interne des sept planètes connues du système TRAPPIST-1, tournant autour de son étoile à une distance de 0,011 UA, effectuant un tour en seulement 1,51 jour terrestre. (NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), T. P. Greene (NASA Ames), T. Bell (BAERI), E. Ducrot (CEA), P. Lagage (CEA))
Le système TRAPPIST-1 contient un total de 7 planètes de la taille de la Terre. (NASA/ JPL-Caltech)
Les astronomes ont utilisé l’instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) du télescope spatial James Webb pour mesurer la température de la planète TRAPPIST-1b. Parmi les sept planètes qui composent le système stellaire TRAPPIST-1, cette planète est celle qui orbite le plus près de son étoile mère et qui est environ 1,4 fois plus grande que la Terre.
La mesure, qui, selon l’Agence spatiale européenne (ESA), représente la première détection par Webb de « toute forme de lumière » émise par une exoplanète rocheuse, a révélé que la température diurne de la planète était de 230°C. Les astronomes pensent que cette température est trop élevée pour que la planète ait une atmosphère.
Comparaison de la température diurne de TRAPPIST-1 b, mesurée par l’instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb, avec des modèles informatiques montrant ce que serait la température dans diverses conditions. Les modèles prennent en compte les propriétés connues du système, notamment la taille et la densité de la planète, la température de l’étoile et la distance orbitale de la planète. La température du côté jour de Mercure est également indiquée à titre de référence. (NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), T. P. Greene (NASA Ames), T. Bell (BAERI), E. Ducrot (CEA), P. Lagage (CEA))
La distance entre TRAPPIST-1b et son étoile ne représente qu’un centième de la distance Soleil-Terre. C’est 40 fois plus proche que la distance entre le soleil et Mercure, la planète la plus proche du système solaire.
Bien que l’étoile au centre du système TRAPPIST-1 soit beaucoup moins lumineuse que notre Soleil, la planète bénéficie d’une lumière stellaire environ quatre fois supérieure à celle que la Terre reçoit du Soleil. Les astronomes ne s’attendaient donc pas à ce que cette planète soit habitable avant d’avoir exclu la présence d’une atmosphère. L’observation constitue néanmoins une avancée, car elle montre que Webb peut recueillir directement des informations sur des mondes lointains semblables à la Terre.
Le système TRAPPIST-1 compte donc au moins trois planètes : TRAPPIST-1e, 1f et 1g – qui présentent les conditions nécessaires à l’existence d’eau liquide à leur surface et qui pourraient donc abriter la vie.
Le système TRAPPIST-1 est une cible très populaire pour la recherche d’exoplanètes et le système planétaire le mieux exploré en dehors de notre propre système solaire. Située à quelque 40 années-lumière du soleil, l’étoile au centre du système TRAPPIST-1 est une « naine M« . Parfois également appelées naines rouges, ces étoiles sont le plus petit type connu d’étoiles capables de brûler de l’hydrogène en leur cœur. Leur taille varie de 0,08 à 0,6 fois celle du soleil et elles constituent le type d’étoile le plus nombreux dans notre galaxie, la Voie lactée.
Comparaison entre notre Soleil et l’étoile naine ultra-froide Trappist-1. (ESO)
Il y a environ dix fois plus d’étoiles M comme TRAPPIST-1 que d’étoiles G comme le soleil. Les naines rouges sont également deux fois plus susceptibles d’abriter des planètes rocheuses de la taille de la Terre. Par conséquent, environ 95 % des planètes rocheuses de la taille de la Terre dans la Voie lactée auront des étoiles comme TRAPPIST-1 et non pas comme le Soleil.
C’est pourquoi le système stellaire TRAPPIST-1 est un banc d’essai important qui pourrait aider les astronomes à mieux comprendre où se trouvent les meilleures conditions pour la vie.
Les précédentes observations réalisées avec le télescope spatial Hubble et le télescope spatial Spitzer, aujourd’hui à la retraite, n’ont révélé aucune trace d’atmosphère sur les planètes du système TRAPPIST-1. Toutefois, il est toujours possible qu’une atmosphère très fine entoure TRAPPIST-1b, une atmosphère qui pourrait être complètement différente de celles qui enveloppent les planètes du système solaire.
Les astronomes ont donc prévu des observations de suivi en juin dans une autre longueur d’onde et en observant une plus grande partie de l’orbite de la planète pour examiner et peut-être exclure d’autres types d’atmosphères.
L’étude publiée dans la revue Nature : Thermal Emission from the Earth-sized Exoplanet TRAPPIST-1 b using JWST et présentée sur le site de l’Agence spatiale européenne : Webb measures the temperature of a rocky exoplanet et sur le site de la NASA : NASA’s Webb Measures the Temperature of a Rocky Exoplanet.