Tout savoir sur le système TRAPPIST-1 et actualités

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Des exoplanètes du système TRAPPIST-1 pourraient avoir beaucoup d’eau

— Actualités du 14 février 2018 —

En 2015, on découvrait l’étoile TRAPPIST-1 et ses 7 exoplanètes, situés à seulement 39 années-lumière de la Terre. L’étoile naine a vite suscité l’intérêt des chercheurs de vie extraterrestre. En effet, ces 7 planètes ont toutes une taille assez similaire à la Terre. Trois d’entre elles se trouvent même dans la zone habitable de leur étoile. Cela ne veut pas dire qu’elles accueillent la vie mais que leur température de surface doit être compatible avec l’eau liquide, si on ne prend pas en compte des effets d’atmosphère qui est une donnée dont on ne dispose pas de toute façons. Une étude publiée à la fin du mois de janvier suggèrent que certaines des planètes du système TRAPPIST-1 pourraient avoir beaucoup plus d’eau que la Terre.

Pour arriver à cette conclusion, une équipe internationale d’astronomes a essayé de déterminer la densité des planètes de TRAPPIST-1, ce qui difficile et a nécessité l’utilisation de certains des plus grands instruments d’astronomie, c’est-à-dire le télescope spatial Spitzer, le télescope spatial Kepler et l’observatoire de l’ESO, le Search for Habitable Planets Eclipsing Ultra-Cool Stars (SPECULOOS). En combinant les observations des trois télescopes, les astronomes ont imaginé un modèle pour déterminer la densité des planètes. Pour cela, il faut à la fois connaître leur rayon et leur masse.

Pour déterminer le rayon, c’était facile car l’information était déjà connue. Les planètes du système TRAPPIST-1 avaient été détectées par la méthode des transits, qui permet justement de définir le rayon de la planète observée. Pour déterminer leur masse, c’est plus compliqué car les planètes sont très proches de leur étoile mais aussi très proches les unes des autres, ce qui génère une danse gravitationnelle où tout le monde influence tout le monde. Il est donc difficile de déterminer quelle masse est à l’origine de quelle perturbation. Après quelques essais, l’équipe internationale a pu reproduire une simulation des planètes et de leur masse, reproduisant parfaitement les transits observés. Une fois la densité des planètes connue, il faut décider quels types de matériaux peuvent expliquer au mieux cette densité.

L’étude conclut que TRAPPIST-1b et TRAPPIST-1c, les deux planètes les plus proches de leur étoile, seraient constitués de matériaux rocheux et posséderaient une atmosphère bien plus dense que la Terre, en quelque sorte comme Vénus. TRAPPIST-1d, la troisième planète en partant de l’étoile, possède une masse correspondant à un tiers la masse de la Terre, et elle possède probablement soit une atmosphère épaisse, soit un océan, soit un manteau de glace. TRAPPIST-1e est la plus dense des planètes du système. C’est la plus similaire à la Terre en terme de taille, de densité et de rayonnement reçu par son étoile. Beaucoup de scénarios différents pourraient expliquer sa densité élevée, comme un noyau ferreux particulièrement imposant. Mais elle pourrait également accueillir une impressionnante quantité d’eau. Les trois dernières planètes connues du système TRAPPIST-1 reçoivent peu de rayonnement de leur étoile. Il ne s’agit que de déductions à partir de la densité de ces planètes et du rayonnement qu’elles reçoivent, mais on espère que les planètes du système TRAPPIST-1 seront la cible d’une campagne d’observations de la part de James Webb, le nouveau télescope spatial qui pourrait probablement nous aider à affiner ces déductions.

Une équipe scientifique analyse les rayonnements ultraviolets du système TRAPPIST-1

— Actualités du 19 septembre 2017 —

TRAPPIST-1 est une étoile naine située dans la constellation du Verseau. En février dernier, une équipe d’astronomes européens avait annoncé la découverte de 7 planètes telluriques en orbite autour de TRAPPIST-1. Les planètes telluriques sont principalement composées de roches et de métal, comme la Terre. Parmi ces 7 planètes, 3 pourraient se trouver dans la zone habitable de leur étoile. Le mois dernier, une équipe menée par Vincent Bourrier de l’Université de Genève a apporté de nouvelles informations sur ce système planétaire.

Grâce à des observations réalisées par le télescope spatial Hubble, ils ont pu analyser la quantité de rayonnements ultraviolets que reçoit chacune de ces planètes. Ces observations ont permis de mettre en évidence les pertes en hydrogène dont souffre l’atmosphère de ces planètes. En effet, les rayons ultraviolets sont à l’origine d’un processus appelé photo-dissociation au cours duquel les molécules d’eau se fractionnent en hydrogène et en oxygène. Les couche d’hydrogène plus légères s’élèvent alors dans les plus hautes altitudes de l’atmosphère et peuvent s’échapper de l’attraction gravitationnelle de la planète. En observant les pertes en hydrogène des planètes de TRAPPIST-1, l’équipe de Vincent Bourrier a donc pu estimer leur potentiel de ces planètes pour abriter de l’eau. Les planètes qui sont les plus proches de l’étoile semblent être celles qui ont le plus souffert des pertes d’hydrogène et donc d’eau.

L’équipe scientifique pense que les planètes TRAPPIST-1b et TRAPPIST-1c ont perdu jusqu’à 20 fois la quantité d’eau présente sur Terre au cours de leur histoire. Ce serait donc actuellement des planètes stériles et mortes à cause des rayonnements ultraviolets intenses dues à la proximité de l’étoile. Cependant, les autres planètes auraient beaucoup moins souffert du phénomène. Ces résultats nous permettent de reconsidérer l’habitabilité des systèmes planétaires orbitant autour de naines rouges, les étoiles les plus nombreuses de notre galaxie. Il est encore impossible de savoir si certaines planètes de TRAPPIST-1 accueillent de l’eau liquide, mais il est intéressant de noter qu’en plus de détecter des exoplanètes, on commence à mettre au point des techniques indirectes pour analyser leur atmosphère et réunir un nombre croissant indices sur les conditions qui règnent à leur surface.

Le télescope spatial James Webb sera lancé en octobre 2018 et réalisera des observations dans le spectre infrarouge. Espérons que les astronomes du monde entier seront capables d’exploiter ses capacités pour nous en apprendre toujours plus sur les exoplanètes qui nous entourent, à commencer par le système planétaire de TRAPPIST-1.

Image by ESO/M. Kornmesser/N. Risinger (skysurvey.org) (http://www.eso.org/public/images/eso1615c/) [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], via Wikimedia Commons

Sources

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