mercredi 22 février 2017

Découverte de 7 planètes telluriques tempérées autour de l'étoile TRAPPIST-1


Un système de 7 planètes de la taille de la Terre munies d'atmosphères et la moitié situées en "zone habitable" autour de leur étoile, c'est ce qu'une équipe d'astronomes vient de découvrir autour de l'étoile naine rouge TRAPPIST-1 située à 39 années-lumière de nous.  




Des futures observations pourraient indiquer la présence ou non de traceurs biologiques dans l'atmosphère d'au moins 4 de ces 7 sœurs de la Terre. Mais ne nous emballons surtout pas, ce n'est pas parce qu'une planète possédant une atmosphère se trouve à une distance de son étoile qui permet à l'eau d'être liquide qu'elle serait pour autant habitable... TRAPPIST-1 est une étoile naine rouge (comme Proxima), et à ce titre, c'est une étoile beaucoup plus active que ne l'est le Soleil, avec une émission UV et des éruptions de particules ionisantes et autres éjections de masse coronale très fréquentes. Une planète située à faible distance et démunie de magnétosphère se retrouve très irradiée et ne peut laisser que peu de chances à des molécules complexes de s'associer durablement. 
La découverte est publiée dans Nature ce jeudi. Les 7 planètes sœurs sont donc appelées respectivement TRAPPIST-1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g et 1h. Toutes les 7 sont extrêmement proches de leur étoile, qui est deux fois plus froide que le Soleil, si proches qu'elles tiendraient toutes dans l'orbite de Mercure. La plus éloignée (h) parcourt son orbite en 20 jours à une distance de 0,06 unités astronomiques de l'étoile (8,9 millions de kilomètres). On pourrait d'ailleurs plus aisément comparer ce système planétaire à Jupiter et ses plus gros satellites en termes de tailles et de distances. TRAPPIST-1 est en effet à peine plus grosse que Jupiter. La plus petite des 7 planètes (d) a une masse de 41% de celle de la Terre pour un rayon de 77% du rayon terrestre. La plus grosse (g) a une masse de 1,34 masses terrestres pour un rayon de 1,13 fois celui de la Terre (voir détails ci-dessous).

Les trois premières planètes avaient été trouvée grâce à un télescope au sol par la méthode du transit (passage d'une planète devant l'étoile produisant une baisse de luminosité), mais les quatre nouvelles ont été découvertes par le télescope spatial Spitzer de la NASA en scrutant TRAPPIST-1 durant 20 jours consécutifs.
Des premières observations de TRAPPIST-1 avaient été effectuées il y a quelques mois et avaient mis en évidence la présence de trois planètes de la taille de la Terre autour de TRAPPIST-1. La nouvelle étude utilisant le télescope spatial Spitzer vient donc de révéler la présence de quatre autres planètes autour de la même étoile, et qui plus est, toutes ayant une taille très similaire à la Terre. C'est donc le premier système planétaire du genre arborant 7 planètes telluriques qui est découvert (et probablement pas le dernier...).


On ignore bien évidemment si la découverte de ce système est un coup de chance phénoménal ou bien si l'abondance de ce genre de systèmes est grande. Mais elle abonde en tous cas sur les calculs statistiques effectués à partir des découvertes du télescope Kepler qui donnent le chiffre de plusieurs milliards de planètes de type de la Terre rien que dans notre galaxie... Il faut par exemple se rappeler que les étoiles naines rouges forment entre 30 et 50% des étoiles de notre galaxie, de loin les étoiles les plus abondantes par chez nous. Et de tous les systèmes planétaires découverts jusqu'à aujourd'hui, seuls 10% d'entre eux comportent une étoile du type du Soleil.

Le système de TRAPPIST-1 est surtout intéressant pour sa relative proximité qui devrait permettre d'analyser la composition des atmosphères des planètes, notamment en infra-rouge grâce au télescope spatial Webb qui sera lancé en 2018. Pour le moment, la nature des atmosphères de ces planètes est encore inconnue et peut être très diverse, selon les chercheurs. La nature tellurique et rocheuse des 7 planètes a été déduite de leur taille et de leur masse, estimées à partir de la courbe de lumière de l'étoile lors des transits, et de la forme de leur orbite.


D'autre part, ce que montrent les astronomes de cette vaste collaboration internationale, c'est que les planètes semblent orbiter en résonance, ce qui laisse penser qu'elles sont cadenassées gravitationnellement et montreraient alors toutes la même face vers leur étoile, ce qui implique un hémisphère très chaud et l'autre très froid, à nouveau pas très favorable à l'éclosion de la vie... Mais ces planètes pourraient également subir un échauffement interne important du fait des effets de marées, ce qui serait favorable à la fonte de glace interne et à une activité volcanique, favorable à l'émergence d'une atmosphère riche en eau.

Même si les planètes du système de TRAPPIST-1 sont des planètes mortes aujourd'hui, rien n'exclut que la vie puisse s'y développer dans l'avenir lointain (en fonction de la protection magnétique qu'elles pourraient avoir bien sûr), les naines rouges étant des étoiles qui vivent extrêmement longtemps, environ 10 000 milliards d'années (!), ce qui laisse un peu de temps pour nos très lointains descendants d'aller y envoyer quelques robots si ils n'ont que ça à faire...


Référence
Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1
Michaël Gillon et al.

Nature 542, 456–460 (23 February 2017)

Illustrations 
1) Vue d'artiste du système TRAPPIST-1 (NASA/JPL/Caltech)

2) Comparatif du système de TRAPPIST-1 par rapport au système solaire (Nature)

3) Comparatif des caractéristiques des 7 planètes de TRAPPIST-1 par rapport aux planètes telluriques du système solaire (NASA/JPL/Caltech)

4 commentaires :

Youx a dit…

Bonjour Eric,
Ça ne vous paraît pas énorme, 7 planètes dans la zone habitable?
Si on croit les distances indiquées, la planète la plus près de son étoile reçoit tout de même trente fois plus de chaleur que la dernière!
Comment est-ce que cette zone habitable peut-elle être aussi étendue?
Comment aussi imaginer un effet de marées si les planètes ne tournent pas sur elles-mêmes?
Les interactions entre elles???
Respectueusement!
Youx

Dr Eric SIMON a dit…

Seules 3 parmi les 7 se trouvent dans la "zone habitable" (définie par la température, et qui ne signifie en rien que ces planètes soient habitables....). Les effets de marées sont dus au champ gravitationnel de l'étoile, n'oubliez pas que ces planètes n'ont pas des orbites parfaitement circulaires!

Anonyme a dit…

Bonjour Eric,

Sait-on si cette étoile est éruptive comme la plupart des naines M, même si elle serait à la limite naine M - naine brune (si j'ai bien compris).
Etrange système. Les résultats de l'étude excluent-ils la présence d'autres planètes gazeuses plus massives?

Dr Eric SIMON a dit…

elle semble relativement calme pour une M, et d'autres planètes ne sont pas exclues...