Le télescope James Webb détecte une exoplanète de la taille de la Terre qui pourrait posséder une atmosphère

    Le télescope spatial James Webb peut observer des mondes et des étoiles lointaines et sonder les mystérieuses structures de notre univers : a-t-il découvert une atmosphère sur une exoplanète lointaine ? Voici ce qu’en disent les experts.

    ChatGPT a dit : TRAPPIST-1 e, en bas à droite, se dessine en passant devant son étoile hôte brillante dans cette représentation artistique du système TRAPPIST-1. Crédit : NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI).
    TRAPPIST-1 e, en bas à droite, se dessine en passant devant son étoile hôte brillante dans cette représentation artistique du système TRAPPIST-1. Crédit : NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI).

    La vie au-delà de la Terre est une perspective fascinante, et le télescope spatial James Webb (JWST) a découvert un exoplanète de la taille de la Terre à 40 années-lumière, avec une atmosphère potentielle, ce qui renforce la possibilité de conditions habitables au-delà du système solaire.

    De l’eau liquide ?

    L’exoplanète TRAPPIST-1e pourrait contenir de l’eau liquide, soit sous forme d’océan global, soit sous forme d’étendue glacée, à sa surface ; cela ne serait possible qu’en présence d’une atmosphère. Les chercheurs ont utilisé le télescope James Webb pour rechercher l’atmosphère et l’habitabilité de surface de cet exoplanète, qui se trouve bien à l’intérieur de la zone habitable de son étoile.

    « TRAPPIST-1e est depuis longtemps considéré comme l’une des meilleures planètes de la zone habitable pour rechercher une atmosphère », explique le Dr Ryan MacDonald, professeur de planètes extrasolaires à l’École de physique et d’astronomie de l’Université de St Andrews, qui a contribué à l’analyse du spectre de TRAPPIST-1e.

    Mais lorsque nos observations se sont concrétisées en 2023, nous nous sommes rapidement rendu compte que la naine rouge du système contaminait nos données d’une manière qui compliquait énormément la recherche d’une atmosphère.

    Si la planète possède une atmosphère, le puissant spectrographe infrarouge proche du télescope James Webb la détectera. En traversant l’atmosphère, la lumière stellaire sera partiellement absorbée et les changements correspondants dans le spectre de lumière observés indiqueront aux astronomes quelles substances chimiques elle contient.

    Nettoyer la contamination

    Mais les astronomes doivent aussi prendre en compte les taches stellaires, créées par les champs magnétiques locaux à la surface des étoiles, provenant de la naine rouge. L’équipe a consacré plus d’un an à corriger les données de la contamination de l’étoile avant de pouvoir identifier l’atmosphère de la planète.

    MacDonald affirme qu’il pourrait y avoir deux explications : « La possibilité la plus enthousiasmante est que TRAPPIST-1e puisse avoir une atmosphère secondaire contenant des gaz lourds comme l’azote. Mais nos observations initiales n’écartent pas encore une roche nue dépourvue d’atmosphère. »

    Ce graphique du spectre de transmission compare les données recueillies par le spectrographe infrarouge proche du télescope James Webb avec des modèles informatiques de l’exoplanète TRAPPIST-1e avec (en bleu) et sans (en orange) atmosphère. Les bandes plus étroites et plus sombres indiquent les emplacements les plus probables des points de données pour chaque modèle, tandis que les bandes plus larges et transparentes montrent des zones moins probables, mais néanmoins permises par les modèles. La zone grise indique où ces deux modèles se chevauchent. Crédit : NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)
    Ce graphique du spectre de transmission compare les données recueillies par le spectrographe infrarouge proche du télescope James Webb avec des modèles informatiques de l’exoplanète TRAPPIST-1e avec (en bleu) et sans (en orange) atmosphère. Les bandes plus étroites et plus sombres indiquent les emplacements les plus probables des points de données pour chaque modèle, tandis que les bandes plus larges et transparentes montrent des zones moins probables, mais néanmoins permises par les modèles. La zone grise indique où ces deux modèles se chevauchent. Crédit : NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)

    Les chercheurs recueillent davantage d’observations du télescope James Webb afin de permettre une recherche plus approfondie d’une atmosphère, et à chaque transit supplémentaire (lorsqu’une planète passe entre une étoile et son observateur), l’atmosphère devient plus lisible.

    « Dans les prochaines années, nous passerons de quatre observations du télescope James Webb de TRAPPIST-1e à près de vingt », explique McDonald, « nous avons enfin le télescope et les outils pour rechercher des conditions habitables dans d’autres systèmes stellaires, ce qui fait d’aujourd’hui l’un des moments les plus enthousiasmants pour l’astronomie ».

    Références de l'article :

    JWST-TST DREAMS: NIRSpec/PRISM Transmission Spectroscopy of the Habitable Zone Planet TRAPPIST-1 e, Astrophysical Journal Letters, 2025. Espinoza E, et al.

    JWST-TST DREAMS: Secondary Atmosphere Constraints for the Habitable Zone Planet TRAPPIST-1e, Astrophysical Journal Letters 2025. Glidden A, et al.