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Le système TRAPPIST-1 est-il habitable ? Le JWT pourra nous le dire

Crédits : Nasa

Le James Webb Telescope braquera bientôt ses miroirs vers TRAPPIST-1, l’un des systèmes les plus prometteurs dans le cadre de la recherche de vie extraterrestre. L’observatoire devra déterminer la présence ou non d’atmosphères autour de ces planètes et, si possible, analyser leur composition.

TRAPPIST sous l’oeil du JWT

Découvert il y a cinq ans à 39 années-lumière de la Terre, le système TRAPPIST-1 intéresse la communauté astronomique. Et pour cause : imaginez une petite étoile entourée de sept planètes si proches les unes des autres que vous pourriez toutes les voir depuis leur surface. Ces mondes sont d’autant plus intéressants qu’ils sont tous rocheux, de taille similaire à celle de la Terre et probablement tempérés. Par ailleurs, au moins trois d’entre eux évoluent dans la zone habitable de leur étoile. Et qui dit « habitable » dit « potentiellement habité ».

Pour déterminer le potentiel d’habitabilité de ces planètes, il est essentiel de s’intéresser à leurs atmosphères. Il est possible que ces planètes aient eu un jour une atmosphère, mais que celle-ci ait depuis été soufflée. En effet, l’étoile de ce système est une naine rouge, une petite étoile plus fraîche que le Soleil, mais beaucoup plus instable. Des éruptions massives et régulières pourraient alors avoir dépouillé ces planètes, exposant la surface à des niveaux de rayonnement insupportables pour la vie telle que nous la connaissons.

Alternativement, il est toujours possible que ces planètes aient toujours une atmosphère. Jusqu’à présent, il était cependant impossible de le savoir, car nos instruments n’étaient pas assez puissants. Un observatoire pourrait cependant bientôt changer la donne : le James Webb Telescope.

Il y a quelques semaines, le JWT nous avait déjà fourni une première analyse détaillée de l’atmosphère torride de WASP-96 b, un Jupiter chaud situé à environ 1 150 années-lumière. Au cours de ces prochaines semaines, il braquera également ses mires sur TRAPPIST-1.

TRAPPIST 1 NASA exoplanètes
Une comparaison de taille des planètes du système TRAPPIST-1, alignées dans l’ordre de la distance croissante de leur étoile hôte. Crédits : NASA

Composition atmosphérique

Un autre objectif sera d’analyser leur composition de ces atmosphères, si tant est qu’il y en ait. Ces travaux impliqueront des mesures en profondeur des planètes grâce à une technique connue sous le nom de spectroscopie de transit. Les scientifiques utiliseront le JWT pour capturer la lumière de l’étoile TRAPPIST chaque fois qu’elle traversera les atmosphères de ses planètes. Si cette lumière rencontre des gaz, comme l’oxygène, le dioxyde de carbone, la vapeur d’eau ou le méthane, cela laissera une trace révélatrice dans les données du télescope.

L’oxygène et l’ozone seraient par exemple d’excellentes biosignatures, ces gaz pouvant être produits par des processus biologiques. Si l’atmosphère de l’une de ces planètes est riche en oxygène gazeux et en ozone, le risque est que les deux soient cependant enfermés sous les ponts nuageux, ce qui les rendrait plus difficiles à observer.

« Si nous parlons d’une planète habitable produisant beaucoup d’oxygène, alors nous parlons de l’océan mondial. Dès lors, nous aurons un cycle hydrologique, et donc des ponts nuageux« , détaille Shawn Domagal-Goldman, un astrobiologiste de la NASA. « Malheureusement, si vous avez effectivement des ponts nuageux, cela bloquera la basse atmosphère où se trouve tout cet oxygène« .

TRAPPIST-1e
Impression d’artiste de TRAPPIST-1e. Crédit: NASA / JPL-Caltech

Il existe un autre gaz qui peut aussi être un signe révélateur de vie : le méthane. Ce gaz est en effet connu pour être produit par des processus non biologiques, mais aussi par des organismes vivants. La présence de méthane serait particulièrement excitante si elle était associée à d’autres gaz qui devraient normalement le noyer. Autrement dit, cela signifierait alors que les stocks sont reconstitués rapidement et régulièrement. Nous pourrions alors envisager une origine biologique.