Il y a cinq ans, des astronomes belges découvraient Trappist-1

Il y a cinq ans, le FNRS de Liège faisait parler de lui après la découverte du fascinant système exoplanétaire unique composé de sept planètes rocheuses, toutes de la taille de la Terre, enfermées dans des orbites étroites autour d’une étoile naine rouge appelée TRAPPIST-1. Cette découverte, on la doit à  Michaël Gillon, astronome et Maître de recherches FNRS à l’ULiège. Cinq ans plus tard, ces planètes ont livré quelques-uns de leurs secrets mais elles restent énigmatiques. Une question demeure: l’un de ces mondes est-il habitable? 

Cinq ans après la découverte du système exoplanétaire unique composé de sept planètes rocheuses de  la taille de la Terre et nommé Trappist 1 , car les premières de ces planètes avaient été découvertes par le télescope TRAPPIST-Sud de l’ULiège situé au Chili, Michaël Gillon  et d’autres scientifiques impliqués, eux aussi, dans des missions s’intéressant aux sept planètes du système dévoilé, font le point sur ce que l’on en sait  déjà et ce qu’on espère encore apprendre.

La taille des planètes TRAPPIST-1 pourrait contribuer à renforcer les arguments en faveur de l’habitabilité

Le télescope spatial James Webb pourrait apporter des éléments de réponse

« Ce qui est en jeu ici, c’est la première caractérisation de l’atmosphère d’exoplanètes de taille terrestre et potentiellement  habitables » reprend Michaël Gillon, astronome et Maître de recherches FNRS au sein de l’UR Astrobiology de l’ULiège et auteur principal de l’étude qui, le 22 février 2017, a révélé les sept planètes sœurs en orbite autour d’une étoile à 40 années-lumière de la Terre.

Michael Gilon, astronome, maitre de recherche FNRS.

En ce cinquième anniversaire de la découverte, les scientifiques sont peut-être sur le point d’obtenir quelques éléments de réponse. La longue liste des tâches du télescope spatial James Webb (JWST) mis en orbite le 25 décembre dernier,  comprend la recherche de signes d’une atmosphère sur ces sept mondes extrasolaires. Une cible de choix est la quatrième planète, TRAPPIST-1  qui se situe en plein milieu de ce que les scientifiques appellent la « zone habitable », une zone ni trop proche ni trop lointaine de l’étoile où la température est suffisante pour permettre en théorie la présence d’eau liquide à la surface d’une planète en orbite.

Les planètes du système TRAPPIST-1 sont fort proches de leur étoile, celle-ci est une « naine rouge », c’est-à-dire une étoile non seulement beaucoup plus froide que le soleil, et beaucoup plus petite – à peine plus grande que Jupiter. A titre de comparaison, si le système TRAPPIST-1 entier était placé dans notre propre système solaire, il s’insérerait dans l’orbite de notre planète la plus intérieure, Mercure.

Premiers résultats grâce à Hubble

La zone habitable n’est qu’une première étape. Une telle planète aurait également besoin d’une atmosphère appropriée, et le JWST, surtout dans ses premières observations, ne pourra probablement obtenir qu’une indication partielle de la présence d’une atmosphère. Mais la découverte d’une atmosphère sur une planète TRAPPIST-1, même modeste, serait peut-être comparable à la découverte du système lui-même.

Dans ce contexte, les mesures déjà effectuées par le télescope spatial Hubble se sont montrées très prometteuses. Elles ont révélé qu’aucune des sept planètes du système n’était entourée d’une atmosphère étendue riche en hydrogène qui la rendrait impropre à abriter des conditions habitables à sa surface.
« C’est une excellente chose, mais maintenant nous avons besoin d’un télescope spatial bien plus puissant que Hubble, un télescope capable de détecter autour de ces planètes  une atmosphère dense et compact comme celle de la Terre, et de nous en révéler la composition. Ce télescope, c’est James Webb , explique Elsa Ducrot, chercheuse au CEA (Commissariat à l’Énergie Atomique et aux énergies renouvelables) de Paris, impliquée dans l’étude du système.

La taille des planètes TRAPPIST-1 pourrait également contribuer à renforcer les arguments en faveur de l’habitabilité, bien que les recherches soient loin d’être concluantes. Ces planètes sont comparables à la Terre non seulement par leurs diamètres mais aussi par leurs masses.
La détermination  de leurs masses a été possible grâce à leur regroupement autour de TRAPPIST-1 : serrées épaule contre épaule, elles se bousculent les unes les autres, ce qui a permis aux scientifiques de mesurer leur masses à partir de leurs perturbations gravitationnelles mutuelles. « Nous avons pu déduire leur tailles et leurs masses de manière très précise », poursuit-elle. « Cela signifie que nous connaissons aussi leurs densités de manière très précise, et elles suggèrent des compositions similaires à celle de la Terre ».

Pour Michaël Gillon, la portée sociétale de TRAPPIST-1 est un autre aspect positif de la découverte du système. « Nous avons vu TRAPPIST-1 inclus dans certaines œuvres artistiques ; dans la musique, des romans de science-fiction, des bandes dessinées. C’est vraiment quelque chose que nous avons beaucoup apprécié au cours de ces cinq années. C’est comme si ce système avait à présent sa vie propre au sein de l’imaginaire collectif », ajoute-t-il.