En février 2017, les astronomes de l'Observatoire européen austral (ESO) ont annoncé la découverte de sept planètes rocheuses autour de l'étoile voisine de TRAPPIST-1. Non seulement il s'agissait du plus grand nombre de planètes semblables à la Terre découvertes dans un seul système d'étoiles à ce jour, mais la nouvelle a également été renforcée par le fait que trois de ces planètes ont été trouvées en orbite dans la zone habitable de l'étoile.
Depuis lors, plusieurs études ont été menées pour déterminer la probabilité que ces planètes soient réellement habitables. Merci à une équipe internationale de scientifiques qui a utilisé Le télescope spatial Hubble pour étudier les planètes du système, nous avons maintenant les premiers indices pour savoir si de l'eau (un ingrédient clé de la vie telle que nous la connaissons) existe sur l'un des mondes rocheux de TRAPPIST-1.
L’étude de l’équipe, intitulée «Évolution temporelle de l’irradiation à haute énergie et de la teneur en eau des exoplanètes TRAPPIST-1», a récemment été publiée Hubble site. Dirigée par l'astronome suisse Vincent Bourrier de l'Observatoire de l'Université de Genève, l'équipe s'est appuyée sur le spectrographe d'imagerie du télescope spatial (STIS) de Hubble pour étudier la quantité de rayonnement ultraviolet reçue par chacune des planètes TRAPPIST-1.
Comme Bourrier l'a expliqué dans un communiqué de presse de Hubble, cela les a aidés à déterminer la teneur en eau des sept planètes du système:
«Le rayonnement ultraviolet est un facteur important dans l'évolution atmosphérique des planètes. Comme dans notre propre atmosphère, où la lumière ultraviolette brise les molécules, la lumière ultraviolette peut briser la vapeur d'eau dans l'atmosphère des exoplanètes en hydrogène et en oxygène. »
La façon dont le rayonnement ultraviolet interagit avec l'atmosphère d'une planète est importante lorsqu'il s'agit d'évaluer l'habitabilité potentielle d'une planète. Alors que le rayonnement UV de faible énergie provoque la photodissociation, un processus où les molécules d'eau se décomposent en oxygène et hydrogène, les rayons ultraviolets extrêmes (rayonnement XUV) et les rayons X provoquent le réchauffement de la haute atmosphère d'une planète - ce qui provoque l'hydrogène et l'oxygène à échapper.
L'hydrogène étant plus léger que l'oxygène, il est plus facilement perdu dans l'espace où ses spectres peuvent être observés. C'est précisément ce que Bourrier et son équipe ont fait. En surveillant les spectres des planètes TRAPPIST-1 à la recherche de signes de perte d'hydrogène, l'équipe a pu mesurer efficacement leur teneur en eau. Ce qu'ils ont découvert, c'est que le rayonnement UV émis par TRAPPIST-1 suggère que ses planètes auraient pu perdre pas mal d'eau au cours de leur histoire.
Les pertes ont été les plus graves pour les planètes les plus profondes - TRAPPIST-1b et 1c - qui reçoivent le plus de rayonnement UV de leur étoile. En fait, l’équipe estime que ces planètes auraient pu perdre plus de 20 terres et océans d’eau au cours de l’histoire du système, qui aurait entre 5,4 et 9,8 milliards d’années. En d'autres termes, ces planètes intérieures seraient sèches et certainement stériles.
Cependant, ces mêmes découvertes suggèrent également que les planètes extérieures du système ont perdu beaucoup moins d'eau au fil du temps, ce qui pourrait signifier qu'elles possèdent toujours des quantités abondantes à leur surface. Cela inclut les trois planètes qui se trouvent dans la zone habitable de l'étoile - TRAPPIST-1e, f et g - ce qui indique que ces planètes pourraient être habitables après tout.
Ces résultats sont renforcés par les taux de perte d'eau et de rejet d'eau géophysiques calculés, qui favorisent également l'idée que les planètes les plus massives et les plus externes ont conservé la majeure partie de leur eau au fil du temps. Ces résultats sont très significatifs, en ce qu'ils démontrent en outre que la fuite et l'évolution atmosphériques sont étroitement liées sur les planètes du système TRAPPIST-1.
Les résultats sont également encourageants, car les études précédentes qui ont considéré la perte atmosphérique dans ce système ont brossé un tableau plutôt sombre. Ceux-ci incluent ceux qui indiquent que TRAPPIST-1 subit trop de reflets, que même les naines rouges calmes soumettent leurs planètes à un rayonnement intense au fil du temps, et que la distance entre TRAPPIST-1 et ses planètes respectives signifierait que le vent solaire serait déposé directement sur leurs atmosphères.
En d'autres termes, ces études jettent un doute sur le fait que les étoiles qui orbitent autour des étoiles de type M (naines rouges) seraient capables de conserver leur atmosphère au fil du temps - même si elles avaient une atmosphère et une magnétosphère semblables à la Terre. Comme Mars, cette recherche a indiqué que le décapage atmosphérique causé par le vent solaire rendrait inévitablement leurs surfaces froides, desséchées et sans vie.
En bref, c'est l'une des rares bonnes nouvelles que nous avons reçues depuis que l'annonce de l'existence de sept planètes dans le système TRAPPIST-1 (et de trois potentiellement habitables). C'est aussi une indication positive en ce qui concerne l'habitabilité des systèmes d'étoiles naines rouges. Ces dernières années, bon nombre de ces découvertes impressionnantes d'exoplanètes ont eu lieu autour d'étoiles naines rouges - à savoir Proxima b, LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b et Gliese 682c.
Compte tenu du nombre de planètes rocheuses qui ont été détectées en orbite autour de ce type d'étoile - et du fait qu'elles sont les plus courantes dans l'Univers (représentant 70% des étoiles dans la seule voie lactée) - sachant qu'elles pourraient supporter des planètes habitables est certainement le bienvenu! Mais bien sûr, Bourrier et ses collègues soulignent que l'étude n'est pas concluante, et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si l'une des planètes TRAPPIST-1 est réellement aqueuse.
Comme l'a indiqué Bourieer, cela impliquera très probablement des télescopes de nouvelle génération:
"Alors que nos résultats suggèrent que les planètes extérieures sont les meilleurs candidats pour rechercher de l'eau avec le prochain télescope spatial James Webb, ils soulignent également la nécessité d'études théoriques et d'observations complémentaires à toutes les longueurs d'onde pour déterminer la nature des planètes TRAPPIST-1 et leur habitabilité potentielle. "
Des planètes rocheuses autour du type d'étoile le plus courant, le potentiel de rétention d'eau et 1oo milliard de planètes potentielles dans la seule Galaxie de la Voie lactée. Une chose est sûre: le télescope spatial James Webb aura les mains pleines une fois déployé en octobre 2018!
Et n'oubliez pas de regarder également cette animation du système TRAPPIST-1, gracieuseté de L. Calçada et de l'ESO:
