Avec la capacité du télescope spatial James Webb à détecter et à étudier les atmosphères de planètes lointaines en orbite autour d’autres étoiles, les passionnés d’exoplanètes ont anticipé les premières données de JWST sur certains des mondes du célèbre système TRAPPIST-1. C’est le système où sept mondes de la taille de la Terre orbitent autour d’une étoile naine rouge, dont plusieurs dans la zone habitable.
Aujourd’hui, une nouvelle étude a été publiée sur la planète la plus intérieure du système, TRAPPIST-1 b. Les auteurs de l’étude ont été assez francs : ce monde n’a très probablement aucune atmosphère. De plus, les conditions là-bas pour une vie possible telle que nous la connaissons ne font qu’empirer à partir de là.
Ce monde orbite si près de l’étoile qu’il reçoit quatre fois plus d’irradiation que la Terre reçoit du Soleil. Ses températures diurnes atteignent 500 kelvins (environ 230 ° C ou 450 ° F), ce qui est la température idéale pour cuire une pizza.
Toutes les planètes du système TRAPPIST-1 ont déjà été observées avec les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, et jusqu’à présent, aucune caractéristique atmosphérique n’a été détectée. Mais encore, les astronomes n’ont pas été en mesure d’exclure cette possibilité. Grâce aux capacités infrarouges de JWST, il a le pouvoir de détecter des molécules “lourdes” telles que le dioxyde de carbone, l’oxygène et le méthane, et a donc le potentiel de déterminer si les planètes TRAPPIST-1 ont ou non des atmosphères, et si oui, quelles sont-elles. fait de.
“Ces observations tirent vraiment parti de la capacité infrarouge moyen de Webb”, a déclaré Thomas Greene, astrophysicien au centre de recherche Ames de la NASA et auteur principal de l’étude publiée dans la revue Nature. “Aucun télescope précédent n’avait la sensibilité nécessaire pour mesurer une lumière infrarouge moyenne aussi faible.”
TRAPPIST-1 b, la planète la plus intérieure, a une distance orbitale d’environ un centième de celle de la Terre, et n’est donc pas dans la zone habitable du système. On ne s’attendait pas non plus à ce qu’il y ait une atmosphère, en raison des conditions infernales.
Il n’était donc pas surprenant qu’ils n’aient trouvé pratiquement aucune absorption atmosphérique détectable du dioxyde de carbone ou d’autres espèces. C’est probablement parce que TRAPPIST-1b absorbe presque toute l’irradiation de l’étoile naine rouge et n’a pas d’atmosphère à haute pression.
Mais encore, il y avait une autre façon de rechercher des traces d’atmosphère, qui est de mesurer la température de la planète.
Greene et ses collègues ont utilisé l’instrument à infrarouge moyen (MIRI) du JWST, qui peut observer le rayonnement de longueur d’onde moyenne à longue, pour évaluer l’émission thermique de TRAPPIST-1b. Selon leur article, ils ont détecté l’éclipse secondaire de la planète, c’est-à-dire lorsque TRAPPIST-1b passe derrière son étoile et ont pu mesurer la température diurne de la planète. Ils ont expliqué :
“Lorsque la planète est à côté de l’étoile, la lumière émise à la fois par l’étoile et le côté jour de la planète atteint le télescope, et le système apparaît plus brillant. Lorsque la planète est derrière l’étoile, la lumière émise par la planète est bloquée et seule la lumière de l’étoile atteint le télescope, provoquant une diminution de la luminosité apparente. Les astronomes peuvent soustraire la luminosité de l’étoile de la luminosité combinée de l’étoile et de la planète pour calculer la quantité de lumière infrarouge provenant du côté jour de la planète. Ceci est ensuite utilisé pour calculer la température du jour.
Ce type d’observation était en soi une étape majeure, a déclaré l’équipe. Avec l’étoile plus de 1 000 fois plus brillante que la planète, le changement de luminosité est inférieur à 0,1 %.
“Il y avait aussi une certaine crainte que nous manquions l’éclipse. Les planètes se tirent toutes les unes sur les autres, donc les orbites ne sont pas parfaites », a déclaré Taylor Bell, chercheur postdoctoral au Bay Area Environmental Research Institute qui a analysé les données, cité dans un communiqué de presse. “Mais c’était tout simplement incroyable : l’heure de l’éclipse que nous avons vue dans les données correspondait à l’heure prévue en quelques minutes.”
L’équipe a déclaré qu’elle espérait faire plus d’observations de TRAPPIST 1b, car elle aimerait en savoir plus sur la redistribution de la chaleur de la planète. De plus, cette observation peut aider à éclairer les observations futures des autres planètes TRAPPIST-1 – ainsi que les propriétés des autres planètes naines rouges – et comment elles diffèrent de celles de notre propre système solaire.
Alors, restez à l’écoute des données JWST sur le prochain monde du système ; il semble que nous allons les obtenir un à la fois.
