En utilisant les données spectrales du télescope Magellan Clay de l’Observatoire de Las Campanas, les astronomes ont détecté de l’hélium s’échappant de LHS 1140b, une exoplanète rocheuse qui orbite dans la zone habitable de l’étoile de faible masse voisine LHS 1140.
LHS 1140 est une naine M inactive vieille de 3 milliards d’années située à environ 39 années-lumière dans la constellation de Cetus.
Également cataloguée sous les noms de Gliese 3053 ou GJ 3053, elle est orbitée par trois planètes : LHS 1140b, c et d.
Découvert en 2017, LHS 1140b a une masse de 5,6 masses terrestres et un rayon de 1,73 rayons terrestres.
Il a une période orbitale de 24,7 jours et reçoit 42 % de l’irradiation stellaire reçue par la Terre, ce qui lui donne une température d’équilibre de 226 K (moins 47 degrés Celsius ou moins 53 degrés Fahrenheit).
« Il y a vingt ans, nous nous demandions si d’autres planètes de type terrestre existaient », a déclaré Robin Wordsworth, professeur à l’Université Harvard.
« Ensuite, nous avons appris qu’ils étaient communs et en avons trouvé dans la zone habitable. La question suivante était de savoir si l’un d’entre eux avait réussi à conserver une atmosphère. Maintenant, nous savons qu’au moins un y est parvenu. »
À l’aide d’un instrument puissant appelé Warm Infrared Echelle Spectrograph to Realize Extreme Dispersion (WINERED) sur le télescope Magellan Clay de l’Observatoire de Las Campanas, les astronomes ont observé LHS 1140b en 2024 et ont vu des preuves d’hélium s’échappant de son atmosphère.
« Après une analyse minutieuse et un examen des spectres, nous avons déterminé que l’hélium s’échappait de l’atmosphère de LHS 1140b en 2024 en raison de l’échauffement des rayons X stellaires et du rayonnement ultraviolet extrême », a déclaré le Dr Shreyas Vissapragada, astronome aux observatoires scientifiques de Carnegie.
« Cependant, nos observations de 2025 n’ont révélé aucune fuite d’hélium, donc la fuite atmosphérique semble variable. »
« C’est un privilège rare d’assister au changement de l’atmosphère d’une planète extrasolaire sur des échelles de temps humaines aussi courtes ! »
Combinés à des observations antérieures et à des modèles sophistiqués d’évolution des exoplanètes, les chercheurs ont interprété ces résultats comme indiquant la présence d’une atmosphère hautement stratifiée.
Ils prédisent que la planète a une haute atmosphère dominée par l’hélium et pauvre en hydrogène, et que d’autres espèces chimiques comme l’eau sont piégées à des altitudes plus basses, plus proches de la surface.
Ils n’ont également trouvé aucune preuve de l’existence d’une atmosphère sur la planète LHS 1140c, ce qui indique peut-être que ces deux mondes pourraient se situer sur des côtés opposés de ce qu’on appelle le rivage cosmique.
D’un côté se trouvent les planètes qui conservent leur atmosphère pendant des milliards d’années, et de l’autre celles dont l’atmosphère s’évapore rapidement dans l’espace.
« Une atmosphère est essentielle pour qu’une planète puisse abriter la vie telle que nous la connaissons », a déclaré le Dr Collin Cherubim, astronome à l’Université Harvard.
« C’est la première fois que quelqu’un découvre une atmosphère sur une planète rocheuse dans la zone habitable d’une autre étoile. »
« Parce qu’il y a de l’hélium là-bas, et parce que l’hélium s’échappe, la question est : LHS 1140b est-il une roche nue sans atmosphère qui crache parfois du gaz qui s’échappe ensuite immédiatement, ou y a-t-il une atmosphère stable là-bas qui laissera échapper des substances comme la Terre le fait de temps en temps ? a déclaré le Dr Jason Dittmann, astronome à l’Université de Floride.
« Les données Webb au cours des quatre à cinq prochaines années rechercheront de l’eau, et s’il y a de l’eau dans l’atmosphère, alors c’est probablement une atmosphère stable qui persistera. »
