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L’un des mondes du système TRAPPIST-1, à seulement 40 années-lumière de nous, pourrait bien être recouvert d’une atmosphère propice à la vie.

Dans de nouvelles observations passionnantes du JWST, l’exoplanète de la taille de la Terre TRAPPIST-1e montre des indices d’une enveloppe gazeuse similaire à la nôtre, qui pourrait faciliter la présence d’eau liquide à la surface.

Bien que la détection soit ambiguë et nécessite un suivi approfondi pour découvrir de quoi il s’agit, c’est le plus proche que les astronomes aient jamais atteint dans leur quête pour trouver une seconde Terre.

« TRAPPIST-1e reste l’une de nos planètes habitables les plus convaincantes, et ces nouveaux résultats nous rapprochent un peu plus de la connaissance de quel type de monde il s’agit », déclare l’astronome Sara Seager du Massachusetts Institute of Technology (MIT), co-auteur de l’un des deux articles détaillant les résultats.

« Les preuves qui s’éloignent des atmosphères semblables à celles de Vénus et de Mars renforcent notre attention sur les scénarios encore en jeu. »

Dans la recherche de mondes habitables hors du système solaire, la Terre est le modèle des astronomes. En effet, dans tout l’Univers, elle demeure le seul monde où la vie est apparue et prospère.

L’une des principales caractéristiques de la Terre recherchées par les scientifiques est sa capacité à contenir de l’eau liquide, une substance absolument essentielle aux processus biochimiques . La première étape consiste donc à trouver des exoplanètes situées à la bonne distance de leur étoile hôte, dans une zone où l’eau ne gèle ni ne s’évapore sous une chaleur extrême.

Annoncée en 2016 , la découverte du système TRAPPIST-1 a immédiatement suscité l’enthousiasme. Cette naine rouge abrite sept exoplanètes de composition rocheuse (par opposition aux géantes gazeuses ou de glace), dont plusieurs se situent directement dans la zone habitable d’eau liquide de l’étoile.

Mais d’autres critères doivent être remplis. Pour que l’eau liquide reste liquide et ne se sublime pas comme elle le fait dans le vide à des températures habitables, elle a besoin d’une atmosphère qui la maintienne stable.

C’est là que les choses se compliquent pour le système TRAPPIST-1. Les naines rouges sont nettement plus froides que les étoiles comme le Soleil, ce qui rend leur zone habitable beaucoup plus proche. Elles sont également beaucoup plus actives que les étoiles semblables au Soleil, et leur activité explosive est intense, ce qui, selon les scientifiques , pourrait avoir détruit toute atmosphère planétaire à proximité.

Des inspections plus approfondies de TRAPPIST-1d, l’un des autres mondes de la zone habitable de l’étoile, n’ont révélé aucune trace d’atmosphère . En revanche, TRAPPIST-1e est un peu plus confortablement situé, à une distance légèrement supérieure de l’étoile.

Une équipe dirigée par l’astronome Néstor Espinoza du Space Telescope Science Institute (STScI) et Natalie Allen de l’Université Johns Hopkins aux États-Unis a utilisé le JWST pour étudier la lumière des étoiles de TRAPPIST-1 tandis que TRAPPIST-1e se déplaçait devant lui. L’équipe a recherché des changements susceptibles d’indiquer non seulement la présence d’une atmosphère, mais aussi sa composition.

Une deuxième équipe dirigée par l’astrophysicienne Ana Glidden du MIT a ensuite interprété les résultats pour découvrir ce qu’ils pouvaient signifier.

L’équipe a collecté quatre transits et s’est mise au travail pour analyser les données – un processus compliqué par la nécessité de corriger toute contamination introduite par l’activité de l’étoile.

Les résultats sont presque frustrants et ambigus, mais ils fournissent juste assez d’incitation pour chercher plus loin.

« Nous envisageons deux explications possibles », explique l’astrophysicien Ryan MacDonald de l’Université de St Andrews au Royaume-Uni. « La plus prometteuse est que TRAPPIST-1e pourrait posséder une atmosphère secondaire contenant des gaz lourds comme l’azote. Mais nos premières observations ne permettent pas encore d’exclure une roche nue et dépourvue d’atmosphère. »

Si l’exoplanète possède une atmosphère, Glidden et ses collègues ont effectué les premières étapes pour identifier ce qui pourrait s’y trouver.

Lorsque la lumière des étoiles traverse l’atmosphère d’une planète, certaines longueurs d’onde peuvent être absorbées et réémises par les atomes et les molécules qui composent ses gaz. En recherchant les parties sombres et claires du spectre, les scientifiques peuvent déterminer la nature de ces atomes et molécules.

Les résultats s’écartent de l’hypothèse d’une concentration élevée en dioxyde de carbone, ce qui exclurait des atmosphères similaires à celles de Vénus et de Mars . Ils ne sont pas non plus en faveur d’une atmosphère riche en deutérium, un isotope de l’hydrogène, avec des éléments fortement chargés en dioxyde de carbone et en méthane.

Cependant, le spectre est cohérent avec une atmosphère riche en azote moléculaire, avec des traces de dioxyde de carbone et de méthane.

C’est assez fascinant. L’atmosphère terrestre est composée d’environ 78 % d’azote moléculaire . Si les résultats sont validés, TRAPPIST-1e pourrait bien être l’exoplanète la plus semblable à la Terre découverte à ce jour. Ce n’est toutefois pas rien . Heureusement, d’autres observations du JWST sont en cours, et les chercheurs devraient pouvoir valider ou infirmer très prochainement la présence d’une atmosphère.

« Nous n’en sommes qu’aux prémices de l’exploration des incroyables découvertes scientifiques que nous pouvons accomplir avec Webb. C’est incroyable de pouvoir mesurer les détails de la lumière des étoiles autour de planètes de la taille de la Terre, à 40 années-lumière de distance, et de découvrir à quoi cela pourrait ressembler, si la vie y était possible », explique Glidden .

« Nous sommes dans une nouvelle ère d’exploration à laquelle il est très excitant de participer. »

Cette recherche est publiée en deux parties dans The Astrophysical Journal Letters . Elles sont disponibles ici et ici .

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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