Grâce à l'instrument infrarouge MIRI, les scientifiques ont utilisé le télescope James Webb pour mesurer les températures sur une exoplanète rocheuse du système Trappist. Une première qui livre des informations importantes pour comprendre des mondes plus lointains (et on l'espère, un peu moins violents).
Le James Webb continue d'impressionner par ses prouesses.
Une Trappist bien chaude
Lors de la découverte des sept exoplanètes du système Trappist-1 orbitant autour de leur petite étoile naine rouge en 2017, les astrophysiciens savaient qu'elles feraient l'objet de nombreuses observations futures. Car Trappist-1 est proche, à seulement 40 années-lumière, et ces exoplanètes rocheuses ont des caractéristiques qui les rapprochent de celles qui sont dans notre propre Système solaire. Bien sûr, elles sont bien plus proches de leur étoile que Mercure, Vénus, la Terre ou Mars, mais elles reçoivent des niveaux d'énergie similaires. Les étudier, c'est mieux comprendre les exoplanètes rocheuses, mais aussi leur étoile. « Il y a dix fois plus de naines rouges dans la Voie lactée que d'étoiles comme le Soleil, et deux fois plus de chances d'avoir des exoplanètes rocheuses autour, explique Thomas Greene, auteur principal de cette nouvelle étude de Trappist-1. Mais ces étoiles sont aussi très actives, très brillantes lorsqu'elles sont jeunes, avec des bouffées et des rayons X qui peuvent annihiler une atmosphère ». Est-ce un scénario possible pour Trappist-1b ? Les mesures du télescope James Webb ont montré que cette exoplanète n'a pas d'atmosphère et que côté jour, il y fait environ… 225°C.
MIRI tient ses promesses
Voilà qui n'en fait pas une planète idéale. Les scientifiques savaient déjà que Trappist-1b n'est pas dans la « zone habitable », et que cette exoplanète est en rotation synchrone : elle présente toujours le même côté à son étoile. Mais grâce aux mesures de l'instrument MIRI, ils ont pu mesurer sa température en analysant le flux d'émissions thermiques lors d'une éclipse. Ce qui revient, en prenant quelques raccourcis, à soustraire la chaleur de Trappist-1b à celle de son étoile lorsqu'elle passe derrière elle ! Un exploit technique (l'exoplanète est 1 000 fois moins brillante en infrarouge que son étoile) qui n'a été possible que grâce à l'extrême sensibilité de l'instrument… auquel le CEA français a beaucoup participé. Ces mesures du système Trappist-1 sont d'ailleurs directement liées au temps d'observation alloué aux scientifiques à l'origine de MIRI, dont le chercheur Pierre-Olivier Lagage qui avait évoqué avec nous les capacités de James Webb l'an dernier (il est co-auteur de cette étude sur Trappist-1b).
Atmosphère ou pas, sur cette exoplanète rocheuse ?
Les observations précédentes avec les télescopes Hubble et Spitzer avaient permis d'éliminer l'hypothèse d'une atmosphère fine sur Trappist-1b, mais les mesures du James Webb viennent aussi infirmer toute possibilité d'une atmosphère très dense. En effet, d'après les simulations, la chaleur serait moindre sur ce type de planète si elle possédait une atmosphère, cette dernière étant possiblement refroidie du côté qui se trouve « de nuit » en permanence. Mais pour prouver définitivement la mesure, l'équipe de recherche espère pouvoir mesurer les émissions thermiques de Trappist-1b sur l'ensemble du cycle de son orbite et non plus seulement par « masquage » lors d'une éclipse. Obtenir la température « côté nuit » lèverait les derniers doutes. Quoi qu'il en soit, cela a déjà de quoi donner du grain à moudre pour affiner les modèles des exoplanètes proches des naines rouges… En sachant que pour le moment, le James Webb est le seul instrument au monde capable d'établir ces mesures.
Source : webbtelescope.org
