Le télescope spatial James Webb enchaîne les découvertes depuis son lancement en 2021. En mai dernier, il a battu un record de distance en découvrant une galaxie très lointaine. Il a également mis en évidence des centaines de planètes errantes au sein de la nébuleuse d’Orion. Très récemment, il a accompli un nouvel exploit en permettant à une équipe de planétologues du CNRS — en collaboration avec des astronomes de l’Université de Montréal — de déterminer l’existence d’une exoplanète glacée abritant potentiellement une atmosphère semblable à celle de la Terre.
« C’est la première fois que nous observons un soupçon d’atmosphère sur une exoplanète rocheuse ou riche en glace dans une zone habitable », a déclaré dans un communiqué Ryan MacDonald, chercheur à l’Université du Michigan et à la NASA. Baptisée LHS 1140 b, cette exoplanète a été découverte en 2017. Située à environ 48 années-lumière de la Terre, dans la constellation de la baleine (Cetus), elle orbite autour d’une étoile naine rouge de faible masse faisant environ un cinquième de la taille du Soleil et 1,7 fois la taille de la Terre. Depuis sa découverte, elle a été observée de près par les télescopes spatiaux Hubble, Spitzer et TESS.
Les équipes du CNRS et de l’Université de Montréal avaient déjà collaboré sur ces observations, leur permettant par la suite de mesurer avec précision la masse et le diamètre de LHS 1140 b. C’est de cette façon qu’ils ont découvert que la planète dispose d’une faible densité, ce qui suggère la présence d’une épaisse enveloppe d’hydrogène et d’hélium. C’est pourquoi les scientifiques pensaient qu’il s’agissait initialement d’une mini-Neptune.
Cependant, en décembre 2023, le télescope spatial James Webb, à l’aide de l’instrument NIRISS (Proche-Infrared Imager and Slitless Spectrograph), a révélé que l’exoplanète LHS 1140 b a en fait perdu son enveloppe d’hydrogène et d’hélium. Ainsi, en analysant les données récentes transmises par JWST, les chercheurs ont exclu le scénario d’une mini-Neptune. Les preuves rassemblées par l’équipe suggèrent que l’exoplanète est une « super-Terre » rocheuse ou glacée. Elle serait également riche en eau, ce qui en fait une candidate idéale pour la recherche de vie extraterrestre.
Les observations de MacDonald et de son équipe suggèrent également que la planète serait en orbite dans la zone habitable de son étoile. Cela laisse penser que LHS 1140 b reçoit suffisamment de rayonnement pour permettre l’existence d’eau à l’état liquide. « LHS 1140 b est l’une des meilleures petites exoplanètes de la zone habitable capables d’abriter une atmosphère épaisse que nous connaissons, et nous venons peut-être de trouver des traces d’air sur ce monde », a ajouté MacDonald.
Une potentielle présence d’azote et d’un océan
« De toutes les exoplanètes tempérées connues actuellement, LHS 1140 b pourrait bien être notre meilleure chance de confirmer un jour indirectement la présence d’eau liquide à la surface d’un monde extraterrestre situé au-delà de notre système solaire », a déclaré Charles Cadieux, doctorant à l’Université de Montréal. En effet, en effectuant une analyse indépendante et simultanée avec un autre instrument du JWST, le NIRSpec (un instrument qui opère à des longueurs d’onde différentes du NIRISS), les scientifiques ont découvert que la faible densité de la planète est due à une quantité d’eau bien plus importante que sur Terre. Ils estiment alors que 10 à 20 % de sa masse est composée d’eau. Cette découverte suggère aussi que LHS 1140 b ressemble à une « planète boule de neige » ou de glace, avec un océan d’eau liquide.
Une autre analyse plus poussée suggère que l’atmosphère de l’exoplanète est très riche en azote. Ainsi, selon l’équipe, elle pourrait disposer d’une surface océanique de 4 000 km de diamètre environ, avec une température de surface au centre de l’océan avoisinant les 20 °C. « Bien que nous ayons besoin davantage d’observations JWST pour confirmer l’atmosphère riche en azote et rechercher d’autres gaz, c’est un début très prometteur », conclut MacDonald.
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