Le télescope spatial James Webb a atteint l'un de ses premiers objectifs scientifiques majeurs annoncés en 2017. Des instruments infrarouges ont désormais détecté l'atmosphère entourant l'une des exoplanètes TRAPPIST-1.
James Webb a succédé au télescope Hubble vieillissant, dont le miroir massif collecte plus de lumière que n'importe quel télescope précédent pour produire des images haute résolution, tandis que sa détection infrarouge lui permet de scruter plus profondément l'espace et le temps. Dans l’ensemble, JWST s’est avéré inestimable en fournissant de nouvelles informations sur les débuts de l’histoire des étoiles, des planètes et de l’univers lui-même.
En 2017, les astronomes ont découvert un système extraordinaire de sept exoplanètes de la taille de la Terre en orbite autour d’une étoile naine rouge proche appelée TRAPPIST-1, à seulement 40 années-lumière. Naturellement, les scientifiques ont commencé à se demander à quoi ressembleraient ces fascinantes exoplanètes à travers les yeux du JWST, qui n’a pas encore été lancé. Le système est rapidement devenu l’une des premières cibles scientifiques officielles du télescope, dans le but d’étudier l’habitabilité potentielle de ces planètes.
Aujourd’hui, grâce à une méthode appelée spectroscopie de transmission, elle donne un premier aperçu du monde le plus profond de TRAPPIST-1b. Lorsqu'une planète passe devant son étoile hôte, la lumière traverse toute atmosphère éventuellement présente, bloquant différentes longueurs d'onde de lumière à des degrés divers en fonction des molécules présentes dans l'air. En analysant les spectres, les astronomes peuvent déterminer la composition de l’atmosphère et en tirer d’autres informations, par exemple si la planète est habitable.
L'équipe n'a trouvé aucun signe d'activité atmosphérique dans TRAPPIST-1b – les spectres détectés pourraient être entièrement attribués à l'activité stellaire. Cette découverte est cohérente avec d'autres observations de Webb faites plus tôt cette année, mesurant la température de la planète et révélant qu'il était peu probable qu'une atmosphère se forme. Cependant, la possibilité qu’il présente une fine atmosphère composée d’eau pure, de dioxyde de carbone ou de méthane ne peut être exclue.
"Nos observations n'ont trouvé aucune preuve d'une atmosphère entourant TRAPPIST-1b", a déclaré l'auteur de l'étude Ryan MacDonald. "Cela nous indique que la planète pourrait être une roche nue avec des nuages haut dans l'atmosphère, ou qu'elle pourrait contenir des molécules très lourdes comme le dioxyde de carbone qui rendent l'atmosphère trop petite pour être détectée. Mais ce que nous constatons, c'est que l'étoile est certainement la plus grande influence dominant nos observations, et cela aura exactement le même effet sur les autres planètes du système. "
TRAPPIST-1b est avant tout un test technique de ses voisins les plus intéressants - TRAPPIST-1d, e et f - qui orbitent tous dans la zone habitable de l'étoile. Les chercheurs affirment que l'étude les aide à comprendre comment prendre en compte les points chauds, les éruptions cutanées et autres activités des étoiles qui peuvent affecter les lectures atmosphériques.
La recherche a été publiée dans The Astrophysical Journal Letters.