Trois exoplanètes ont été découvertes grâce au télescope TRAPPIST de l’Observatoire de La Silla de l’ESO. Elles sont en orbite d’une étoile naine, très froide et proche du système solaire. Situées à une distance de 40 années-lumière de la Terre, celles-ci offrent pour la première fois la possibilité « de trouver des traces chimiques de vie en dehors de notre système solaire ».

En bref

Une équipe d’astronomes dirigée par Michaël Gillon, de l’Institut d’Astrophysique et Géophysique de l’Université de Liège en Belgique, a utilisé le télescope belge TRAPPIST pour observer l’étoile 2MASS J23062928-0502285 (également appelée TRAPPIST-1). Ils ont découvert que la luminosité de cette étoile froide et faible diminuait légèrement à intervalles réguliers. Ceci indique que plusieurs objets passaient entre l’étoile et la Terre. Des analyses plus précises ont ensuite démontré que trois planètes, de taille similaire à notre Terre, étaient présentes.

Pourquoi est-ce que cette découverte est si importante ? Car il s’agit de planètes « de taille similaire à la Terre, potentiellement habitables et propices aux études atmosphériques détaillées avec la technologie actuelle », a déclaré Michaël Gillon de l’Université de Liège en Belgique, co-auteur de l’étude, publiée lundi dans la revue britannique Nature.

En effet, l’étude suppose que grâce à la luminosité infrarouge de l’étoile hôte, en plus de sa taille similaire à celle de Jupiter (possédant un rayon de 69 911 km), cela offre la possibilité de caractériser la totalité des composants de ce système planétaire.

Trappist-1, une étoile naine froide

TRAPPIST-1 est une étoile extremement froide (pour une étoile). En effet, elle est beaucoup plus froide et plus rouge que le Soleil pour un diamètre à peine plus important que Jupiter. De telles étoiles sont fréquentes dans notre Voie Lactée et possèdent généralement une grande longévité, mais le fait de détecter une planète autour de l’une d’elles est une première ! Bien qu’elle soit à une distance « faible » de la Terre, cette étoile, qui se situe dans la constellation du Verseau, n’est pas assez puissante et bien trop rouge pour être observée à l‘œil nu ou avec un bon télescope amateur.

Emmanuël Jehin, un des co-auteurs de l’étude s’enthousiasme : « Il s’agit véritablement d’un changement de paradigme par rapport à la population de planètes et à la manière de les chercher dans l’Univers. Jusqu’à présent, l’existence de tels ‘mondes rouges’ en orbite autour d’étoiles naines ultra-froides était purement théorique, mais maintenant nous n’avons pas qu’une seule planète isolée autour d’une de ces étoiles rouges et faibles, mais nous avons un système complet de trois planètes ! »

Michaël Gillon, premier auteur de l’article pressentant cette découverte, explique son importance : « Pourquoi essayons-nous de détecter des planètes semblables à la Terre autour des plus petites et plus froides étoiles dans le voisinage du Soleil ? La raison est très simple : les systèmes autour de ces petites étoiles sont les seuls endroits où nous pouvons détecter la vie sur des exoplanètes de taille semblable à celle de la Terre avec nos technologies actuelles. Aussi, si nous voulons trouver de la vie ailleurs dans l’Univers, c’est là que nous devons commencer à chercher. »

Les astronomes vont chercher des traces de vie en étudiant les effets que peut engendrer l’atmosphère d’une planète en transit sur la lumière qui parvient jusqu’à la Terre. Pour des planètes en orbite autour de la plupart des étoile de taille similaire à celle de la Terre, cet effet minime est entièrement étouffé par la brillance de l’étoile. Et ce n’est que dans le cas des faibles étoiles naines rouges du même type que TRAPPISTE-1, que l’effet est suffisamment important pour permettre sa détection.

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De nouvelles observations avec des télescopes plus grands, incluant l’instrument HAWK-I sur le VLT (Very Large Telescope) de 8 mètres de l’ESO au Chili, ont montré que des planètes en orbite autour de TRAPPIST-1 possédaient des tailles très proches de celle de la Terre. Deux des planètes ont, respectivement, une période orbitale d’environ 1,5 et 2,4 jours. La troisième planète quant à elle, possède une période orbitale située entre 4,5 et 73 jours. En effet, l’un interval déterminé est pour le moment beaucoup moins précis que pour les deux autres observations.

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« Avec de telles courtes périodes orbitales, les planètes se situent à une distance entre 20 et 100 fois plus proche de leur étoile que la Terre l’est du Soleil. En termes d’échelle, la structure de ce système planétaire est bien plus semblable au système de Jupiter et de ces lunes que du système solaire », explique Michaël Gillon.

Les deux planètes situées dans le système interne ne reçoivent respectivement que quatre fois et deux fois la quantité de lumière reçue depuis la Terre car leur étoile est beaucoup plus faible que le Soleil, bien qu’elles se trouvent sur une orbite proche de celle-ci. Toutefois, les deux planètes se situent plus près de leur étoile que la zone habitable du système, même s’il reste possible qu’elles possèdent certaines régions habitables à leur surface. L’orbite de la troisième planète (la plus externe) n’est pas encore bien connue, mais elle reçoit très probablement moins de lumière que nous n’en recevons depuis la Terre, bien que peut être suffisamment pour se situer dans la zone habitable.

« Grace à plusieurs télescopes géants actuellement en cours de construction, parmi lesquels l’E-ELT de l’ESO et le télescope spatial James Webb NASA/ESA/CSA qui devrait être lancé en 2018, nous serons rapidement capables d’étudier la composition atmosphérique de ces planètes et de les explorer dans un premier temps pour y trouver de l’eau puis pour y détecter des traces d’activité biologique. C’est un pas de géant dans la recherche de la vie dans l’Univers. », conclut Julien de Wit (co-auteur), du Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux USA.

Cette nouvelle étude ouvre donc une nouvelle piste pour la chasse aux exoplanètes. En effet, environ 15% des planètes proches du Soleil sont des étoiles naines extrêmement froides. Celle-ci permet également de mettre l’accent sur le fait que la recherche d’exoplanètes est maintenant entrée, du moins dans ce cas, dans le domaine des « planètes similaires à la Terre et potentiellement habitables ». Pour information, TRAPPIST est un prototype d’un projet plus ambitieux appelé « SPECULOOS » qui sera installé à l’Observatoire de Paranal (de l’ESO).

Source : Eso