Le télescope spatial James Webb (JWST) génère des aperçus sans précédent sur les atmosphères des exoplanètes, rapprochant potentiellement l’humanité plus que jamais de la confirmation de l’existence d’une atmosphère semblable à la Terre au-delà de notre système solaire. Les observations préliminaires de TRAPPIST-1 e, une planète située à environ 40 années-lumière, suggèrent qu’elle pourrait en effet posséder une atmosphère, une découverte qui pourrait modifier considérablement notre compréhension de l’habitabilité planétaire.
Le système TRAPPIST-1, découvert en 2016, se distingue par son étoile de petite taille, semblable à Jupiter, et son cortège d’au moins sept planètes rocheuses. Trois de ces planètes orbitent dans la zone habitable de l’étoile, la région où les conditions pourraient théoriquement permettre la présence d’eau liquide à la surface d’une planète, à condition qu’une atmosphère soit présente. Néstor Espinoza, astronome au Space Telescope Science Institute, a souligné la nature unique de ce système, notant sa différence extrême avec notre propre système solaire.
Des études récentes publiées dans *The Astrophysical Journal Letters* détaillent l’analyse de quatre transits de TRAPPIST-1 e observés par le JWST en 2023. Ces observations ont permis d’exclure avec succès une atmosphère primaire dominée par l’hydrogène sur la planète, qui aurait probablement été dépouillée par un intense rayonnement stellaire. Cette découverte, bien que n’étant pas une preuve définitive de l’existence d’une atmosphère, a alimenté l’optimisme parmi les chercheurs, car elle n’exclut pas la présence d’une atmosphère secondaire. L’attention s’est maintenant déplacée vers la possibilité d’une atmosphère riche en azote, similaire à celle de la Terre ou de Titan, la lune de Saturne.
L’importance de la détection atmosphérique
La confirmation d’une atmosphère sur TRAPPIST-1 e aurait des implications profondes pour l’astrobiologie et notre recherche de vie extraterrestre. Les étoiles naines rouges, comme celle du système TRAPPIST-1, sont le type d’étoile le plus courant dans l’univers. Si ces étoiles peuvent abriter des planètes dotées d’atmosphères substantielles, le potentiel de mondes habitables et, par conséquent, de vie, s’étend considérablement à travers le cosmos. Les capacités avancées du JWST ont transformé l’étude des atmosphères d’exoplanètes d’une quête théorique en un objectif observationnel réalisable.
Observations futures et résultats potentiels
Espinoza et son équipe prévoient de réaliser 15 observations supplémentaires de TRAPPIST-1 e avec le JWST d’ici la fin de l’année. Ces études de suivi visent à affiner davantage la composition atmosphérique, avec la possibilité de détecter des gaz spécifiques tels que le méthane, qui, sur Terre, est associé à des processus biologiques. Même si une atmosphère était définitivement exclue pour TRAPPIST-1 e, la valeur scientifique resterait significative. Un tel résultat soulignerait les conditions uniques qui soutiennent la vie sur Terre et orienterait les recherches futures vers d’autres types d’étoiles ou l’utilisation de technologies de télescopes encore plus avancées actuellement en développement.
Bien que les découvertes actuelles soient considérées comme incomplètes, elles démontrent la capacité du JWST à détecter des atmosphères semblables à celle de la Terre. « Les données ne sont pas encore concluantes », a déclaré Michaël Gillon, découvreur principal du système TRAPPIST-1, « mais elles prouvent que le JWST a le pouvoir de détecter une atmosphère semblable à celle de la Terre si elle existe. » Le potentiel de TRAPPIST-1 e à abriter de l’eau liquide en surface dépend de la présence d’une atmosphère pour réguler la température et la pression.
Des simulations informatiques suggèrent que TRAPPIST-1 e existe à un point critique, ayant potentiellement évolué soit comme une planète aride et rocheuse, soit comme un monde riche en eau avec une atmosphère substantielle. Les données actuelles du JWST, bien qu’intriguantes, ne permettent pas de distinguer définitivement entre ces scénarios. Cependant, l’ambiguïté elle-même s’aligne sur les modèles prédictifs, indiquant que des observations supplémentaires pourraient apporter une révélation concluante sur la véritable nature de la planète.