Dans ce qui est sûrement la plus grande nouvelle depuis le début de la chasse aux exoplanètes, la NASA a annoncé aujourd'hui la découverte d'un système de sept exoplanètes en orbite autour de l'étoile voisine de TRAPPIST-1. Découverte par une équipe d'astronomes utilisant des données du télescope TRAPPIST au Chili et du télescope spatial Spitzer, cette découverte est particulièrement excitante car toutes ces planètes sont censées être de la taille de la Terre et terrestres (c'est-à-dire rocheuses).
Mais le plus excitant de tous est le fait que trois de ces exoplanètes rocheuses orbitent dans la zone habitable de l'étoile (alias «Zone des Boucles d'or»). Cela signifie, en effet, que ces planètes sont capables d'avoir de l'eau liquide sur leurs surfaces et pourraient donc soutenir la vie. En ce qui concerne les découvertes des planètes extra-solaires, cela est sans précédent, et la découverte annonce un nouvel âge dans la recherche de la vie au-delà de notre système solaire.
L'équipe derrière la découverte était dirigée par Michael Gillon, astronome de l'Université de Liège en Belgique. En utilisant le télescope The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) à l'Observatoire européen du Sud (ESO) La Silla au Chili, lui et ses collègues ont remarqué la présence de trois planètes dans le système TRAPPIST-1 en mai 2016.
L'équipe a fait ses observations sur ce système stellaire - qui est situé à environ 39 années-lumière de la Terre en direction de la constellation du Verseau - de septembre à décembre 2015. Cette découverte a été immédiatement suivie à l'aide de plusieurs télescopes au sol, qui comprenaient notamment le très grand télescope de l'ESO et le télescope spatial Spitzer.
Les données de ces enquêtes ont confirmé l'existence de deux de ces planètes et en ont révélé cinq autres - ce qui en fait la plus grande découverte autour d'une seule étoile dans l'histoire de la chasse aux exoplanètes. S'appuyant sur les données de Spitzer, le Dr Gillon et son équipe ont également pu obtenir des informations précises sur les planètes en utilisant la méthode du transit. En mesurant les creux périodiques de la luminosité de TRAPPIST-1 (à partir du passage de la planète devant elle), ils ont pu mesurer leurs tailles, masses et densités.
Ceci est particulièrement important lors de l'étude des exoplanètes. Non seulement cela permet aux scientifiques d’évaluer avec précision la composition d’une planète (c.-à-d. Si elle est rocheuse, glacée ou gazeuse), mais elle est essentielle pour déterminer si une planète peut être habitable ou non. C'était également la première fois que des contraintes précises étaient imposées aux masses et aux rayons des exoplanètes en utilisant cette méthode.
Une enquête de suivi a ensuite été montée avec le télescope spatial Hubble de la NASA pour étudier les trois planètes les plus intérieures et rechercher des signes d'hydrogène et d'hélium - les signatures chimiques qui indiqueraient si les planètes étaient des géantes gazeuses. Hubble n'a détecté aucune preuve d'atmosphères d'hydrogène et d'hélium, ce qui n'a fait que renforcer le cas de ces planètes de nature rocheuse.
Un autre aspect passionnant de tout cela est que ces sept exoplanètes - qui sont parmi les meilleurs candidats pour l'habitabilité - sont suffisamment proches de la Terre pour être étudiées de près. Comme Michael Gillon, auteur principal de l'article et chercheur principal de l'enquête sur les exoplanètes TRAPPIST à l'Université de Liège, a déclaré dans un communiqué de presse de la NASA:
«Les sept merveilles de TRAPPIST-1 sont les premières planètes de la taille de la Terre qui ont été trouvées en orbite autour de ce type d'étoile. C'est aussi la meilleure cible à ce jour pour étudier les atmosphères de mondes de la Terre potentiellement habitables. »
Nikole Lewis, co-leader de l'étude Hubble et astronome au Space Telescope Science Institute, était également présent lors de la conférence de presse de la NASA où les résultats ont été annoncés. Là, elle a partagé des informations obtenues par le télescope spatial Hubble. Et comme elle l'a expliqué, des trois mondes qui se trouvent dans la zone habitable - TRAPPIST-1e, f et g - connaissent tous des conditions très similaires à ce que nous vivons ici sur Terre.
TRAPPIST-1e est la plus intérieure des trois exoplanètes. Il est très proche de la taille de la Terre et reçoit environ la même quantité de lumière que la Terre - ce qui signifie que les températures sont également très proches de la Terre. TRAPPIST-1f, quant à lui, est un monde potentiellement riche en eau qui est également susceptible d'avoir la même taille que la Terre. Il a une orbite de 9 jours et reçoit environ la même quantité de lumière solaire que Mars.
La plus externe des planètes de la zone habitable est Trappiste 1g. Avec un rayon qui est 13% plus grand que celui de la Terre, c'est la plus grande planète du système, et reçoit environ la même quantité de lumière qu'un corps placé entre Mars et la ceinture d'astéroïdes. Entre ces trois exoplanètes et les quatre autres du système, les astronomes ont maintenant plusieurs candidats au sein du même système stellaire pour étudier à quoi pourraient ressembler des mondes potentiellement habitables.
Au cours du point de presse de la NASA, le Dr Gillon a souligné pourquoi la découverte de ce système est une aubaine majeure pour les astronomes et les scientifiques planétaires. Non seulement c'est la première fois que tant d'exoplanètes sont découvertes autour de la même étoile, mais le fait qu'il s'agit d'une naine rouge - une classe de petites étoiles plus froides et plus faibles - est particulièrement encourageant.
Par rapport aux autres classes, les naines rouges (aka. Étoiles de classe M) sont le type d'étoile le plus fréquent dans l'Univers - constituant environ 70% des étoiles dans notre seule galaxie. En plus de cela, le système TRAPPIST-1 est plutôt unique. Comme l'a expliqué Gillon, les planètes sont suffisamment proches pour interagir gravitationnellement entre elles. Leur proximité offrirait également d'excellentes opportunités de visionnement pour une personne se tenant à la surface de l'un d'eux.
«Les planètes sont suffisamment proches les unes des autres», a-t-il dit, «que si vous étiez à la surface de l'une, vous auriez une vue magnifique sur les autres. Vous ne les verriez pas comme nous voyons Vénus ou Mars depuis la Terre (comme des étoiles brillantes), mais comme nous voyons la Lune. Ils seraient aussi grands ou plus grands que la Lune. »
Dans les semaines et les mois à venir, la NASA prévoit de suivre encore plus ce système de planètes. En ce moment, le télescope spatial Kepler étudie le système, effectuant des mesures de minuscules changements dans la luminosité de l’étoile dus aux planètes en transit. Fonctionnant comme la mission K2, les observations du vaisseau spatial permettront aux astronomes d'affiner les propriétés des planètes connues, ainsi que de rechercher des planètes supplémentaires dans le système.
Dans l'intervalle, le Dr Gillon et son équipe utiliseront des télescopes au sol pour rechercher 1000 des étoiles naines ultra-fraîches les plus proches pour voir si elles ont également des systèmes multi-planétaires. Nikole Lewis a indiqué que Hubble mènera d'autres observations de TRAPPIST-1 afin d'obtenir des informations sur l'atmosphère des planètes.
Ces études détermineront quels gaz composent les atmosphères, mais rechercheront également des signes révélateurs de ceux qui indiquent la présence de vie organique - à savoir le méthane, l'ozone, l'oxygène, etc.
"Le système TRAPPIST-1 offre l'une des meilleures opportunités au cours de la prochaine décennie pour étudier les atmosphères autour des planètes de la taille de la Terre", a-t-elle déclaré. «Non seulement ces études nous permettront de savoir si l'une de ces planètes possède le type d'atmosphères propices à la vie, mais elles nous en apprendront également beaucoup sur les processus de formation et d'évolution de la surface - qui sont également des facteurs clés pour déterminer l'habitabilité. "
Le télescope spatial Spitzer sera également formé sur ce système afin d'obtenir des informations de suivi sur l'atmosphère des planètes. En plus de rechercher des indicateurs biologiques (tels que l'oxygène gazeux, l'ozone et le méthane), il tentera également de déterminer la teneur en gaz à effet de serre des atmosphères - ce qui contribuera à limiter davantage les températures de surface des planètes.
En plus de cela, les missions de prochaine génération - comme le télescope James Webb - devraient jouer un rôle essentiel pour en savoir plus sur ce système. Comme Sara Seager - professeur de sciences planétaires et de physique au MIT - l'a expliqué au cours du briefing, la découverte d'un système avec plusieurs planètes potentiellement habitables a été un bond de géant accéléré dans la chasse à la vie au-delà de notre système solaire.
«Goldilocks a plusieurs sœurs», comme elle l'a dit. «Un système étonnant comme celui-ci nous fait savoir qu'il existe de nombreux autres mondes porteurs de vie. Ce système stellaire est un véritable laboratoire pour étudier les étoiles en orbite autour d'étoiles très fraîches et très sombres. Nous pouvons tester de nombreuses théories sur ces mondes, étant verrouillés par la marée et la quantité de rayonnement provenant de l'étoile hôte. "
Thomas Zurbuchen - l’administrateur associé de la Direction des missions scientifiques de la NASA - était également présent lors de la réunion d’information. En plus d'exprimer comment c'était une première pour la NASA et les chasseurs d'exoplanètes du monde entier, il a également exprimé à quel point c'était excitant dans le contexte de la recherche de la vie au-delà de notre système solaire:
«Cette découverte pourrait être une pièce importante du puzzle de la recherche d'environnements habitables, de lieux propices à la vie. Répondre à la question «sommes-nous seuls» est une priorité scientifique absolue et trouver autant de planètes comme celles-ci pour la première fois dans la zone habitable est une avancée remarquable vers cet objectif. »
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