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Le télescope JWST remet en question l’atmosphère de TRAPPIST-1e et attribue le méthane à l’étoile

Telescópio James Webb
Telescópio James Webb - 24K-Production/shutterstock.com

De nouvelles observations de Telescópio Espacial James Webb (JWST) indiquent que l’exoplanète TRAPPIST-1e, considérée comme l’un des mondes les plus similaires à Terra, pourrait ne pas avoir d’atmosphère. Le premier Sinais de méthane détecté en 2023 a été réinterprété comme une contamination de l’étoile hôte. L’étude, publiée le 3 novembre dans la revue The Astrophysical Journal Letters, souligne la nécessité de disposer de davantage de données pour confirmer la présence de toute enveloppe gazeuse.

La planète orbite dans la zone habitable de la naine rouge TRAPPIST-1, à 40 années-lumière de Terra. La position Sua permet des températures compatibles avec l’eau liquide en surface, mais seulement s’il existe une atmosphère pour retenir la chaleur et se protéger des radiations.

  • TRAPPIST-1e a une taille et une masse proches de celles de Terra.
  • Il reçoit un rayonnement ultraviolet intense de l’étoile, qui accélère la destruction des molécules.
  • Les observations ont eu lieu lors de quatre passages en 2023 avec l’instrument NIRSpec.

Remarques initiales du JWST

JWST a capturé les variations de la lumière des étoiles lors des transits de TRAPPIST-1e. Inicialmente, les données suggèrent une atmosphère riche en azote avec des traces de méthane, similaire à celle de Titã, lune de Saturno.

Les signaux variaient entre les transits. Isso a indiqué une interférence de l’étoile TRAPPIST-1, une naine rouge froide où des molécules comme le méthane se forment naturellement.

Les chercheurs ont exclu les atmosphères épaisses dominées par l’hydrogène ou le dioxyde de carbone, comme dans Vênus ou Marte.

La contamination stellaire sous les projecteurs

Sukrit Ranjan, de Universidade de Arizona, a dirigé l’analyse qui remet en question les preuves du méthane. Ele explique que l’étoile peut produire les mêmes signaux observés.

Le rayonnement ultraviolet détruit le méthane dans TRAPPIST-1e des milliers de fois plus rapidement que dans Titã. Sur la lune de Saturno, le gaz persiste pendant des millions d’années ; sur l’exoplanète, cela ne durerait que 200 mille ans.

Les processus géologiques tels que le volcanisme ou la libération des glaces ne seraient pas en mesure de remplacer le méthane en quantité nécessaire.

Les modèles simulent des scénarios improbables

Des simulations ont testé la faisabilité d’une atmosphère de type Titã dans TRAPPIST-1e.

Même dans des conditions favorables, le méthane se dissiperait rapidement sans un réapprovisionnement continu.

Le maintien des niveaux détectés nécessiterait une activité volcanique mondiale extrême ou un resurfaçage planétaire constant, des scénarios considérés comme peu plausibles.

Les résultats renforcent le fait que le signal de méthane provient probablement de l’étoile et non de la planète.

Durée de vie limitée du méthane

Dans Titã, le méthane survit de 10 à 100 millions d’années grâce à de faibles radiations.

TRAPPIST-1e reçoit des doses d’ultraviolets beaucoup plus importantes en raison de sa proximité avec l’étoile active.

Tout méthane atmosphérique disparaîtrait dans environ 200 000 ans.

Prochaines étapes des observations

Les scientifiques prévoient d’observer des doubles transits, lorsque TRAPPIST-1e et TRAPPIST-1b (sans atmosphère) traversent l’étoile ensemble.

La comparaison séparera les signaux stellaires des signaux planétaires.

La mission Pandora de la NASA, lancée en 2026, observera simultanément les étoiles et les planètes pour réduire la contamination.

15 transits supplémentaires de TRAPPIST-1e sont prévus au JWST.

Défis avec les naines rouges

Les étoiles comme TRAPPIST-1 sont suffisamment froides pour former des molécules dans leur propre atmosphère. Isso complique la détection des atmosphères planétaires.

JWST fonctionne à la limite de sensibilité pour les planètes de taille Terra.

TRAPPIST-1e reste l’un des meilleurs candidats pour des mondes habitables, mais la question primordiale est désormais de confirmer toute atmosphère.

Ranjan souligne que s’il existait une enveloppe gazeuse, la planète serait habitable, mais les données actuelles ne permettent pas de le confirmer.

Perspectives futures du système

Le système TRAPPIST-1 possède sept planètes rocheuses compactes. TRAPPIST-1e est quatrième à partir de l’étoile.

Des observations antérieures ont exclu la présence d’atmosphères sur les planètes les plus intérieures.

Des techniques telles que les doubles transits promettent de clarifier les signaux déroutants.

Malgré les incertitudes, l’exoplanète reste une priorité dans la recherche de mondes similaires à Terra.

Implications pour la recherche de la vie

La présence d’une atmosphère est essentielle pour l’eau liquide et la radioprotection.

Les signaux de méthane dans Terra sont liés à des processus biologiques.

Dans le cas de TRAPPIST-1e, l’origine stellaire réduit l’optimisme initial.

De nouvelles missions et observations affineront la compréhension des exoplanètes dans les zones habitables.

TRAPPIST-1e illustre les défis liés à la caractérisation de mondes lointains avec la technologie actuelle.

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