© Nasa – Illustration d'une exoplanète rocheuse en zone habitable
C'est un tournant historique pour l'astrobiologie. À 48 années-lumière de la Terre, l'exoplanète LHS 1140 b vient de révéler son atmosphère aux yeux des astronomes. Une première pour un monde rocheux situé dans la zone tempérée de son étoile.
Depuis la découverte de la toute première exoplanète il y a un peu plus de 30 ans, la quête d'une autre Terre s'est accélérée. Avec plus de 8000 mondes lointains à leur catalogue, les astrophysiciens disposent d'un terrain de jeu immense. Pourtant, il manquait toujours une pièce maîtresse au puzzle : la preuve indiscutable qu'une planète rocheuse et tempérée peut conserver son enveloppe gazeuse.
C'est désormais chose faite grâce à une équipe de chercheurs menée par Collin Cherubim, de l'université Harvard. Leurs travaux, publiés dans la prestigieuse revue Science, confirment la détection directe d'hélium dans l'atmosphère de la super-Terre LHS 1140 b.
LHS 1140 b (en bas à droite du diagramme) est dans la zone habitable de son étoile : de l'eau peut théoriquement y exister à l'état liquide à sa surface.© Carl Sagan Institut
LHS 1140 b (en bas à droite du diagramme) est dans la zone habitable de son étoile : de l'eau peut théoriquement y exister à l'état liquide à sa surface.
Découverte en 2017, LHS 1140 b est une planète rocheuse située à 48 années-lumière de nous. 5,6 fois plus massive que la Terre et 1,7 fois plus grande, elle présente un atout majeur : elle orbite dans la zone habitable de son étoile, une naine rouge appelée LHS 1140.
À cette distance, les températures de surface permettent théoriquement à l'eau de rester à l'état liquide. Mais sans atmosphère pour générer un effet de serre et réguler le climat, la présence d'océans n'était jusqu’ici qu'une douce illusion. Cette détection change absolument tout.
L'annonce est d'autant plus retentissante que l'environnement des naines rouges est particulièrement hostile. Ces étoiles, bien que plus petites et froides que notre Soleil, restent magnétiquement actives très longtemps. Leurs violentes éruptions et les rayonnements extrêmes qu'elles émettent ont tendance à littéralement “souffler” l'atmosphère des planètes trop proches.
Trouver une atmosphère persistante sur un monde vieux d'environ 6 milliards d'années est donc une surprise majeure. Cela prouve que des enveloppes gazeuses peuvent survivre à long terme dans ces systèmes stellaires.
Pour accomplir cet exploit, Collin Cherubim a appliqué une méthode théorique qu'il a lui-même développée durant son doctorat. En utilisant le spectrographe infrarouge WINERED installé sur le télescope Magellan au Chili, l'équipe a analysé la lumière de l'étoile filtrée à travers l'atmosphère de la planète lors de son passage (transit) devant son astre parent.
C'est ainsi que les scientifiques ont capturé la signature spectrale indiscutable de l'hélium. Un procédé d'habitude réservé aux géantes gazeuses, adapté ici avec succès à un monde rocheux.
Certaines études montrent que LHS 1140 b pourrait abriter un océan global entouré de glace.© B. Gougeon/Université de Montréal
Certaines études montrent que LHS 1140 b pourrait abriter un océan global entouré de glace.
Faut-il pour autant s'attendre à y trouver de la vie ? Les chercheurs restent évidemment mesurés. LHS 1140 b est loin d'être une copie conforme de la Terre, et la présence d'autres gaz essentiels (comme l'oxygène ou l'azote) reste à confirmer.
Néanmoins, sa composition rocheuse, ses températures clémentes et son atmosphère, potentiellement riche en eau, en font l'une des cibles les plus prometteuses jamais observées. Le télescope spatial James-Webb (JWST) devrait rapidement s'inviter à la fête pour disséquer plus en détail cette précieuse enveloppe gazeuse.
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