Une atmosphère protectrice, un soleil amical et beaucoup d’eau liquide – la Terre est un endroit spécial. En utilisant les capacités sans précédent du télescope spatial de la NASA / ESA / CSA James Webb, les astronomes sont en mission pour déterminer à quel point notre planète d’origine est spéciale et rare. Cet environnement tempéré peut-il exister ailleurs, même autour d’un autre type d’étoile? Le système Trappist-1 offre une occasion alléchante d’explorer cette question, car elle contient sept mondes de la taille de la terre en orbite autour du type d’étoile le plus courant de la Voie lactée – un nain rouge.
TRAPPIST-1 est une étoile naine ultracool dans le Constellation Aquarius, à 38,8 années-lumière.
L’étoile est à peine plus grande que Jupiter et n’a que 8% de la masse de notre soleil. Il tourne rapidement et génère des poussées énergétiques du rayonnement UV.
TRAPPIST-1 est un foyer de sept planètes en transit, nommé Trappist-1b, C, D, E, F, G et H.
Toutes ces planètes ont une taille similaire à la Terre et à Vénus, ou légèrement plus petites, et ont des périodes orbitales très courtes: 1,51, 2,42, 4,04, 6,06, 9,21, 12,35 et 20 jours, respectivement.
Ils sont probablement tous verrouillés à la marée, ce qui signifie que le même visage de la planète est toujours pointé sur l’étoile, car le même côté de la lune est toujours pointé sur la Terre. Cela crée un côté nocturne perpétuel et une journée perpétuelle sur chaque planète trappiste-1.
« En fin de compte, nous voulons savoir si quelque chose comme l’environnement que nous apprécions sur Terre peut exister ailleurs, et dans quelles conditions », a déclaré le Dr Caroline Piaulet-Ghorayeb, astronome de l’Université de Chicago et de l’Institut Trottier pour la recherche sur les exoplanètes de l’Université de Montréal.
«Alors que Webb nous donne la possibilité d’explorer cette question dans les planètes de la taille de la terre pour la première fois, à ce stade, nous pouvons exclure Trappist-1d à partir d’une liste de jumeaux de terre ou de cousins potentiels.»
Le Dr Piaulet-Ghorayeb et ses collègues ont utilisé l’instrument NIRSPEC de Webb (spectrographe proche infrarouge) pour obtenir des spectres de transmission de la planète Trappist-1d.
Ils n’ont pas détecté de molécules courantes dans l’atmosphère terrestre, comme l’eau, le méthane ou le dioxyde de carbone.
Cependant, ils ont décrit plusieurs possibilités pour l’exoplanet qui restent ouvertes à l’étude de suivi.
« Il y a quelques raisons potentielles pour lesquelles nous ne détectons pas une atmosphère autour de Trappist-1d », a déclaré le Dr Piaulet-Ghorayeb.
«Il pourrait avoir une atmosphère extrêmement mince qui est difficile à détecter, un peu comme Mars.»
« Alternativement, il pourrait avoir des nuages très épais et à haute altitude qui bloquent notre détection de signatures atmosphériques spécifiques – quelque chose de plus comme Vénus. »
« Ou, ce pourrait être un rocher stérile, sans aucune atmosphère. »
Peu importe le cas pour TRAPPIST-1D, il est difficile d’être une planète en orbite autour d’une étoile naine rouge.
TRAPPIST-1, l’étoile hôte du système, est connu pour être volatile, libérant souvent des éruptions de rayonnement à haute énergie avec le potentiel de retirer les atmosphères de ses petites planètes, en particulier celles en orbite autour de la manière la plus étroite.
Néanmoins, les scientifiques sont motivés à rechercher des signes d’atmosphères sur les planètes trappist-1 parce que les étoiles naines rouges sont les étoiles les plus courantes de notre galaxie.
Si les planètes peuvent conserver une atmosphère ici, sous des vagues de rayonnement stellaire sévère, ils pourraient, comme le disent, faire n’importe où.
« Les instruments infrarouges sensibles de Webb nous permettent de nous plonger dans les atmosphères de ces planètes plus petites et plus froides pour la première fois », a déclaré le Dr Björn Benneke, astronome du Trottier Institute pour la recherche sur les exoplanètes de l’Université de Montréal.
«Nous commençons vraiment à utiliser Webb pour rechercher des atmosphères sur des planètes de la taille d’une terre, et pour définir la ligne entre les planètes qui peuvent conserver une atmosphère, et celles qui ne le peuvent pas.»
Les résultats apparaissent dans le Journal astrophysique.
