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Les sept planètes du système TRAPPIST-1 ont des compositions similaires

Crédits : NASA/JPL-Caltech/R. Hurt

L’étoile naine rouge TRAPPIST-1 intègre le plus grand nombre de planètes de la taille de la Terre jamais découvert en dehors de notre Système solaire. D’après une étude récente, toutes ces exoplanètes auraient des densités remarquablement similaires, fournissant de nouveaux indices sur leur composition.

La découverte du système TRAPPIST-1 en 2017, à seulement 39 années-lumière de la Terre, avait fait les gros titres. Et pour cause : les astronomes nous avaient décrit une étoile rouge entourée de sept planètes si proches les unes des autres que vous pourriez toutes les voir depuis la surface de l’un de ces objets. Ces planètes sont d’autant plus intéressantes qu’elles sont toutes rocheuses. Sur les sept, trois évoluent également dans la zone habitable de leur étoile. Ainsi, un ou plusieurs de ces mondes pourraient, sous certaines conditions, abriter la vie, d’où notre intérêt.

Sept planètes qui “se ressemblent”

Dès 2018, des astronomes avaient estimé les masses de ces planètes. Ces calculs avaient alors permis de déterminer que toutes avaient approximativement la taille et la masse de la Terre. Des analyses de suivi réalisées avec le télescope spatial Spitzer, désormais à la retraite, ont permis d’estimer les masses et les diamètres des planètes avec davantage de précision. Grâce à ces données, les chercheurs ont ensuite pu calculer leur densité et donc estimer leur composition.

Dans notre propre Système solaire, les densités des huit planètes sont très variables. D’un côté nous avons les géantes gazeuses, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, et de l’autre les quatre planètes terrestres que sont la Terre, Vénus, Mars et Mercure. Les premières sont plus grandes et moins denses, car composées principalement de gaz, tandis que les secondes sont plus petites et plus denses.

Les sept planètes de TRAPPIST-1 partagent quant à elles toutes une densité similaire, ce qui rend ce système très différent du nôtre.

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

Moins de fer et plus d’oxygène ?

Le fait que ces planètes partagent une densité similaire pourrait signifier qu’elles contiennent toutes à peu près les mêmes matériaux que ceux qui composent la plupart des planètes rocheuses comme le fer, l’oxygène, le magnésium et le silicium. Ces mondes sont en revanche environ 8% moins denses que la Terre. Cela signifie que leur composition doit être sensiblement différente.

Pour expliquer cette densité plus faible, les auteurs suggèrent que les planètes TRAPPIST-1 ont une composition similaire à celle de la Terre, mais avec un pourcentage de fer un peu plus faible (environ 21% par rapport aux 32% de la Terre). Ces planètes pourraient également présenter des niveaux élevés d’oxygène, formant de l’oxyde de fer ou de la rouille (comme sur Mars). L’oxygène supplémentaire diminuerait alors la densité des planètes. Il se pourrait aussi que ces densités légèrement plus faibles soient une combinaison de ces deux facteurs : moins de fer globalement et un peu de fer oxydé.

Ces travaux publiés dans le Planetary Science Journal nous permettent ainsi de mieux caractériser ces différentes planètes rocheuses, ce qui permettra à terme d’estimer leur degré d’habitabilité. Nos moyens techniques actuels, aussi perfectionnés soient-ils, ne permettent en revanche pas de “voir” un peu plus loin. Un instrument pourrait en revanche bientôt changer la donne : le James Webb Telescope, dont le lancement est prévu en octobre prochain. Cet observatoire très attendu pourrait en effet nous dire si ces planètes ont des atmosphères ou pas.