Principal TRAPPIST-1Bonne nouvelle pour la recherche de la vie, le système trappiste pourrait être riche en eau

Bonne nouvelle pour la recherche de la vie, le système trappiste pourrait être riche en eau

TRAPPIST-1 : Bonne nouvelle pour la recherche de la vie, le système trappiste pourrait être riche en eau

Lorsque nous trouverons enfin la vie quelque part au-delà de la Terre, ce sera la fin d’une longue recherche. La vie ne nous annoncera probablement pas sa présence, nous devrons suivre une longue chaîne d'indices pour la trouver. Comme les scientifiques nous le répètent, l’eau est au début de cette chaîne d’indices.

La découverte du système TRAPPIST-1 l'année dernière a suscité beaucoup d'enthousiasme. 7 planètes en orbite autour de l'étoile TRAPPIST-1, à seulement 40 années-lumière de la Terre. À l'époque, les astronomes pensaient qu'au moins certains d'entre eux étaient semblables à la Terre. Mais maintenant, une nouvelle étude montre que certaines planètes pourraient contenir plus d’eau que la Terre. Environ 250 fois plus.

Cette nouvelle étude porte sur la densité des 7 planètes TRAPPIST-1. Essayer de déterminer cette densité est une tâche difficile, qui impliquait certaines des centrales du monde des télescopes. Le télescope spatial Spitzer, le télescope spatial Kepler et l'installation SPECULOOS (Recherche de planètes habitables recouvrant des étoiles ULtra-cOOl) de l'observatoire Paranal de l'ESO ont tous été utilisés dans l'étude.

L'impression de l'artiste montre plusieurs planètes en orbite autour de TRAPPIST-1, une étoile de nain rouge ultra-cool. De nouvelles observations, combinées à des analyses très sophistiquées, ont maintenant fourni de bonnes estimations des densités des sept planètes de la taille de la Terre et suggèrent qu’elles sont riches en matières volatiles, probablement de l’eau. Image: ESO / M. Kornmesser

Dans cette étude, les observations des trois télescopes ont été soumises à une modélisation informatique complexe afin de déterminer les densités des 7 planètes TRAPPIST. En conséquence, nous savons maintenant qu’ils sont tous principalement constitués de roche et que certains d’entre eux pourraient contenir 5% d’eau en masse. (La Terre ne contient qu'environ 0, 02% d’eau en masse.)

Trouver les densités de ces planètes n'était pas facile. Pour ce faire, les scientifiques devaient déterminer à la fois la masse et la taille. Les planètes TRAPPIST-1 ont été découvertes à l'aide de la méthode de transit, dans laquelle la lumière de l'étoile hôte baisse au fur et à mesure que les planètes passent entre leur étoile et nous. La méthode du transit nous donne une assez bonne idée de la taille des planètes, mais c'est tout.

Il est beaucoup plus difficile de trouver la masse, car des planètes de masses différentes peuvent avoir la même orbite et nous ne pouvons pas les distinguer. Mais dans les systèmes multi-planétaires tels que TRAPPIST-1, il existe un moyen.

Alors que les planètes gravitent autour de l’étoile TRAPPIST-1, des planètes plus massives perturbent davantage les orbites des autres planètes que des plus légères. Cela change le timing des transits. Selon l’équipe, ces effets sont «compliqués et très subtils», et il a fallu beaucoup d’observation et de mesure du minutage du transit - et une modélisation informatique très complexe - pour déterminer leurs densités.

L'auteur principal, Simon Grimm, explique comment cela s'est passé: «Les planètes TRAPPIST-1 sont si proches les unes des autres qu'elles interfèrent par gravité, de sorte que les moments où elles passent devant l'étoile changent légèrement. Ces déplacements dépendent des masses des planètes, de leurs distances et d'autres paramètres orbitaux. Avec un modèle informatique, nous simulons les orbites des planètes jusqu'à ce que les transits calculés soient en accord avec les valeurs observées, et par conséquent nous déduisons les masses planétaires. "

Alors, qu'en est-il de l'eau?

Tout d'abord, cette étude n'a pas détecté d'eau. Il a détecté des matières volatiles, probablement de l' eau.

Qu'ils aient ou non confirmé la présence d'eau, ce sont toujours des résultats très importants. Nous commençons à bien trouver des exoplanètes, et la prochaine étape consiste à déterminer les propriétés de toutes les atmosphères des exoplanètes.

Eric Agol, membre de l’équipe, explique l’importance suivante: «Depuis un certain temps déjà, les études sur les exoplanètes ont pour but d’examiner la composition des planètes de taille et de température similaires à la Terre. La découverte de TRAPPIST-1 et les capacités des installations de l'ESO au Chili et du télescope spatial Spitzer de la NASA en orbite ont rendu cela possible - nous donnant un premier aperçu de la composition d'exoplanètes de la taille de la Terre! »

Ce diagramme compare les tailles, les masses et les températures estimées des planètes TRAPPIST-1 aux planètes du système solaire. Les couleurs indiquent les températures et le trait noir correspond aux densités et à la composition des planètes terrestres du système solaire. Les planètes au-dessus de la ligne sont moins denses et les planètes ci-dessous sont plus denses. Image: EXO / S.Grimm et. Al.

Cette étude ne nous dit pas si les planètes TRAPPIST ont la vie ou même si elles sont habitables. C’est juste un pas de plus sur la voie pour espérer, peut-être, un jour, trouver la vie quelque part. Le co-auteur de l'étude, Brice-Olivier Demory, de l'Université de Berne, a déclaré: «Les densités, bien que des indices importants sur les compositions des planètes, ne disent rien sur l'habitabilité. Cependant, notre étude constitue un important pas en avant, car nous continuons d’examiner si ces planètes pourraient soutenir la vie. »

Ce diagramme compare les masses et l’apport d’énergie des sept planètes TRAPPIST-1, ainsi que les propriétés des quatre planètes les plus profondes du système solaire. Image: NASA / JPL-Caltech

Voici ce que l’étude a déterminé sur les différentes planètes du système TRAPPIST:

  • TRAPPIST 1-b et 1c sont les deux planètes les plus profondes. Elles ont probablement un noyau rocheux et sont entourées d’atmosphères beaucoup plus épaisses que la Terre.
  • TRAPPIST-1d est la plus légère des planètes, représentant environ 30% de la masse de la Terre. Nous ne savons pas s'il s'agit d'une vaste atmosphère, d'un océan ou d'une couche de glace.
  • TRAPPIST-1e est un peu une surprise. C’est la seule planète du système légèrement plus dense que la Terre. Il peut avoir un noyau de fer plus dense et ne possède pas nécessairement une atmosphère épaisse, une couche océanique ou une couche de glace. TRAPPIST-1e est un mystère car il semble être beaucoup plus rocheux que le reste des planètes. C'est la plus semblable à la Terre, en taille, en densité et en quantité de rayonnement qu'elle reçoit de son étoile.
  • TRAPPIST-1f, g et h peuvent avoir des surfaces gelées. S'ils ont une atmosphère mince, il est peu probable qu'ils contiennent les molécules lourdes que nous trouvons sur Terre, telles que le dioxyde de carbone.

Le système TRAPPIST-1 sera étudié très longtemps. Il promet d’être l’une des premières cibles du télescope spatial James Webb (nous l’espérons.). C’est un système très intriguant, et qu’une planète soit jugée habitable ou non, son étude nous en apprendra beaucoup sur notre recherche d'eau, d'habitabilité et de vie.

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