Sept planètes rocheuses autour de l’étoile naine ultra-froide TRAPPIST-1

Il y a près d’un an, la découverte de trois planètes en orbite autour de l’étoile TRAPPIST-1 a suscité un grand intérêt dans la communauté astronomique. Cette étoile se situe relativement près de nous, à une quarantaine d’années-lumière. Ces trois planètes ont été trouvées grâce à la technique des transits. En mesurant précisément le flux d’une étoile au cours du temps, on peut détecter les petites diminutions de flux dues au passage d’une planète devant cette dernière. Cette technique requiert un nombre important d’observations car ce passage ne se produit qu’une fois par période orbitale. De plus, ces « éclipses » ne peuvent être vues de la Terre que pour les systèmes planétaires dont le plan de l’orbite est par hasard aligné vers nous. C’est le cas pour TRAPPIST-1. Une équipe internationale de chercheurs a observé, dans le cadre du projet “TRAPPIST”, un grand nombre d’étoiles dans le voisinage solaire avec un télescope dédié à cette tâche. C’est grâce à ce télescope qu’on a fini par découvrir plusieurs éclipses affectant l’étoile “TRAPPIST-1”, une petite étoile naine ultra-froide qui possède à peine 8% de la masse de notre Soleil. Les mesures de suivi ont permis de confirmer la présence d’au moins trois planètes ayant approximativement la taille de la Terre. Cette découverte, déjà spectaculaire, a mené à une publication dans la prestigieuse revue Nature au début 2016.

Comparaison des tailles des planètes du système de l’étoile TRAPPIST-1 avec les lunes galiléennes de Jupiter ainsi qu’avec les planètes rocheuses du Système Solaire. Toutes les planètes de TRAPPIST-1 sont de la taille de la Terre. (Crédit: ESO/O. Furtak)

Ne s’arrêtant pas en si bon chemin, l’équipe de TRAPPIST a proposé à la NASA d’utiliser le télescope spatial SPITZER pour observer les trois planètes du système TRAPPIST-1 en continu pendant 20 jours. Ces mesures permettent de raffiner les mesures des transits des trois planètes déjà connues, de mesurer leur masse et, surtout, de confirmer la présence d’autres planètes autour de cette étoile. Les résultats obtenus ont été au-delà de toute espérance : ils ont détecté 34 transits individuels, attribués à pas moins de 7 planètes différentes! Toutes les planètes en orbite autour de TRAPPIST-1 ont un rayon comparable à celui de la Terre (75% à 110% du rayon terrestre). Elles font le tour complet de leur étoile en une période qui varie entre 1.5 et quelques dizaines de jours. Compte tenu de la température de l’étoile et de la distance à cette dernière, 3 ou 4 de ces planètes ont une température permettant à l’eau de se trouver à l’état liquide à leur surface, ce qui les place dans la “zone habitable” de leur étoile. Pour l’instant, on ne connaît pas la nature de leur atmosphère et rien ne permet de confirmer qu’elles soient réellement habitables, ou même habitées. La découverte d’une seule planète terrestre dans le voisinage du Soleil est déjà une nouvelle en soi, la découverte de sept planètes terrestres constitue un cas sans précédent et entrera sans doute dans les annales de l’astronomie!

Les 7 planètes terrestres de TRAPPIST-1 ouvrent la porte à toutes sortes d’études détaillées. Tout d’abord, étant donné leur faible distance à leur étoile, elles se perturbent mutuellement par gravité tout au long de leur parcours sur leur orbite respective, ce qui permet de mesurer leur masse. Les résultats permettent déjà de confirmer qu’elles ont toutes à peu près la masse que notre Terre et une densité comparable, mais aussi d’exclure la possibilité que les planètes soient principalement gazeuses comme Jupiter par exemple. Le fait qu’elles soient en transit devant leur étoile permettra sous peu de sonder leur atmosphère. Pendant le transit, on peut détecter les gaz dans l’atmosphère d’une planète à l’aide d’instruments spécialisés. L’instrument NIRISS, qui sera à bord du futur télescope spatial JWST, a été conçu spécialement pour faire ce genre d’analyse. Cet instrument de l’Agence spatiale canadienne, pour lequel René Doyon, directeur de l’iREx, est le scientifique responsable, pourra étudier ces planètes dès 2019. La recherche d’éventuelles traces de vie sera bien sûr une priorité, mais on peut déjà s’attendre à une étude comparative entre ces planètes aux propriétés, a priori, similaires.

Lien vers l’article scientifique dans la revue Nature