Trappist-1 : 7 planètes rocheuses qui seraient riches en eau

Illustration des planètes en orbite autour du système Trappist-1 — Crédit : ESO, M. Kornmesser
Un an après l’annonce de la découverte de sept planètes de la taille de la Terre en orbite autour de l’étoile Trappist-1, à 39 années-lumière de notre Système solaire, des chercheurs publient de nouveaux portraits de ces mondes mystérieux. Dans leurs hypothèses, certaines planètes seraient plus riches en eau que la Terre. Un pas important dans la connaissance du système de Trappist-1 et de l’habitabilité de ses planètes.

En 2016, le petit télescope Trappist-South qui recherche des exoplanètes depuis le Chili découvrait deux planètes blotties autour d’une naine rouge située à 39 années-lumière de la Terre. Les mois suivants, cinq autres planètes furent débusquées avec le télescope spatial Spitzer épaulé d’une armée de télescopes terrestres comme le VLT. Leur annonce a été faite il y a un an et inutile de dire que depuis, les études sur ces « sept merveilles » se sont multipliées.

« Nous en savons maintenant plus sur Trappist-1 que sur tout autre système planétaire en dehors de notre propre système » a déclaré Sean Carey, directeur du Spitzer Science Center de Caltech. Lui et d’autres chercheurs viennent de publier dans la revue Astronomy and Astrophysics, une étude approfondie de ces sept mondes plus ou moins aussi grands que la Terre. En dressant leurs profils, ils présupposent qu’elles sont riches en composés volatils, dont certaines plus que d’autres, en eau.

Bien entendu, les auteurs précisent que ce ne sont encore que des portraits approximatifs, peints à partir d’une nouvelle salve de données. Les astronomes ont scruté Trappist-1 avec le célèbre chasseur d’exoplanètes, le satellite Kepler et aussi avec Spitzer — 500 heures supplémentaires jusqu’en mars —, et au sol à l’observatoire Paranal (et l’instrument Speculoos). Nous sommes encore loin de pouvoir voir à quoi elles ressemblent vraiment, et à ce titre, les chercheurs mettent en garde en rappelant que bien que Mars et la Lune aient presque la même densité, leurs surfaces sont toutefois très différentes.

Le système Trappist-1 — Crédit : ESO, M. Kornmesser

Des planètes qui sont certainement rocheuses

Avec ces nouvelles mesures, l’équipe a développé des modèles pour chaque planète en tenant compte d’une multitude de facteurs — un problème avec « 35 dimensions » extrêmement difficile, a d’ailleurs indiqué l’auteur principal Simon Grimm, de l’université de Berne —, s’évertuant à inférer la densité de ces sept mondes avec la plus grande précision possible. Mais, prévient Brice-Olivier Demory, également de l’université de Berne : « les densités, bien que des indices importants sur les compositions des planètes ne disent rien sur l’habitabilité. Néanmoins notre étude est un pas en avant important alors que nous continuons à explorer pour savoir si ces planètes pourraient soutenir la vie ».

Les portraits de ces sept planètes se font donc chaque jour un peu plus précis. Rappelons qu’elles sont en orbite autour d’une petite naine rouge (9 % de la masse du Soleil), à des distances inférieures à celle de Mercure autour de notre Soleil et aussi qu’elles sont probablement en rotation synchrone, présentant ainsi toujours les mêmes faces à leur étoile. Trois d’entre elles figurent dans la zone tempérée de leur hôte, mais leur habitabilité dépend évidemment de leurs propriétés physiques, de la présence ou non d’une atmosphère, etc.

Les résultats de leurs modélisations indiquent qu’elles sont toutes faites de roches vraisemblablement et qu’elles peuvent aussi abriter de l’eau. L’une d’elles pourrait même être beaucoup plus riche en eau que la Terre (5 % de sa masse soit 250 fois les océans terrestres).

À quoi ressemblent les sept planètes autour de Trappist-1 ?

Selon leurs hypothèses, la planète la plus proche de l’étoile, Trappist-1b, aurait un noyau rocheux et serait enveloppée d’une atmosphère plus dense que celle de la Terre. Sa voisine, Trappist-1 c aurait quant à elle une structure interne comparable mais une atmosphère plus fine.

C’est Trappist-1 d qui serait la moins massive de toutes (30 % de la masse de notre planète) mais ce qu’elle abrite est encore indéterminé : une atmosphère épaisse ?, un océan ?, une banquise ? Trappist-1 e est la seule qui apparait un peu plus dense que la Terre et les chercheurs n’excluent pas qu’elle renferme un noyau ferreux plus dense que le nôtre. « En termes de taille, de densité et de quantité de rayonnement qu’elle reçoit de son étoile, c’est la planète la plus similaire à la Terre », note la Nasa.

Enfin, de par leur éloignement, Trappist-1 f, Trappist-1 g et Trappist-1 h sont soupçonnées être couvertes de glace d’eau à leurs surfaces. Et dans le cas où elles possèderaient une mince atmosphère, il est peu probable qu’y soient présents des ingrédients lourds comme le dioxyde de carbone, à l’instar de notre Planète bleue.

On notera que de récentes observations avec Hubble des planètes Trappist-1 d, e et f n’ont pas révélé d’hydrogène comme ingrédient dominant de leurs atmosphères, ce qui renforce la probabilité que ce sont des mondes rocheux et non gazeux (comme Neptune par exemple). Ces observations sont un nouvel exploit pour le télescope spatial, capable — bien qu’arrivé à ses limites, explique la Nasa — de sonder l’atmosphère de mondes de taille terrestre.

Les astronomes ont bien sûr hâte que le nouveau télescope spatial James Webb (JWST) entre en service — lancement prévu début 2019 — car à travers son œil pénétrant, ils pourront mieux que jamais caractériser les atmosphères des planètes de Trappist-1 et débusquer des ingrédients chimiques comme le carbone, le méthane, l’oxygène, l’eau… Un grand pas qui permettra de savoir si certaines d’entre elles pourraient abriter des formes de vie. Quand on songe que la majorité des étoiles de notre Galaxie sont des naines rouges et que la plupart ont des planètes, on peut imaginer qu’elle existe ailleurs… Mais la vie est-elle vraiment possible autour de ces étoiles turbulentes ?

Les sept planètes du système Trappist-1 avec leur taille et densité relative avec les planètes rocheuses de notre Système solaire. En arrière plan, en vert, la zone d’habitabilité évaluée selon l’énergie reçue de l’étoile. Trappist-1 d est la mieux placée. Mais c’est peut-être Trappist-1 e qui ressemble le plus à la Terre — Crédit : NASA, JPL-Caltech
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