Lorsque Hubble a observé pour la première fois les conditions atmosphériques d'une planète extrasolaire en 2000, il a ouvert tout ce domaine d'étude. Aujourd'hui, Hubble a mené la première étude préliminaire des atmosphères des mondes de la taille de la Terre, relativement proches et a trouvé «des indications qui augmentent les chances d'habitabilité sur deux exoplanètes», expliquent les chercheurs.
Les planètes, TRAPPIST-1b et TRAPPIST-1c, ont été découvertes plus tôt cette année et sont à environ 40 années-lumière. Au moment de leur découverte, on ne savait pas si les mondes étaient des planètes gazeuses ou des mondes rocheux, mais les observations les plus récentes de Hubble suggèrent que les deux planètes ont des atmosphères compactes, similaires à celles des planètes rocheuses telles que la Terre, Vénus et Mars au lieu d'épaisses. , des atmosphères gonflées, similaires à celles des planètes gazeuses comme Jupiter.
«Maintenant, nous pouvons dire que ces planètes sont rocheuses. Maintenant, la question est, quel genre d'atmosphère ont-ils? " a déclaré Julien de Wit du Massachusetts Institute of Technology, qui a dirigé une équipe de scientifiques pour observer les planètes dans la lumière infrarouge proche en utilisant la caméra à champ large de Hubble 3. «Les scénarios plausibles incluent quelque chose comme Vénus, avec des nuages hauts et épais et une atmosphère dominé par le dioxyde de carbone, ou une atmosphère semblable à la Terre dominée par l'azote et l'oxygène, ou même quelque chose comme Mars avec une atmosphère appauvrie. La prochaine étape est d'essayer de démêler tous ces scénarios possibles qui existent pour ces planètes terrestres. »
Les exoplanètes ont été découvertes à l'origine par le télescope TRAPPIST à l'observatoire de La Silla de l'ESO au Chili, qui, comme le télescope Kepler, recherche les transits planétaires (TRAPPIST signifie Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) observant les immersions dans la lumière d'une étoile à partir de planètes passant devant de celui-ci du point de vue de la Terre.
L'étoile, TRAPPIST-1, est une étoile naine ultra-froide et est très petite et sombre. TRAPPIST-1b complète une orbite autour de l'étoile en seulement 1,5 jour et TRAPPIST-1c en 2,4 jours, et les planètes sont entre 20 et 100 fois plus proches de leur étoile que la Terre ne l'est du soleil. Les deux sont verrouillés par les marées, où un côté de ces mondes pourrait être infernal et inhabitable, mais les conditions pourraient permettre une région d'habitabilité limitée de l'autre côté. Et en raison de la faiblesse de l'étoile, les chercheurs pensent que TRAPPIST-1c peut se trouver dans la zone habitable de l'étoile, où des températures modérées pourraient permettre à l'eau liquide de s'accumuler.
"Une surface rocheuse est un bon début pour une planète habitable, mais toute vie sur les planètes TRAPPIST-1 est susceptible d'avoir une période beaucoup plus difficile que la vie sur Terre", a déclaré Joanna Barstow, astrophysicienne à l'University College de Londres, qui n'était pas impliqués dans la recherche. "Bien sûr, nos idées d'habitabilité sont très étroites parce que nous n'avons qu'une seule planète à regarder jusqu'à présent, et la vie pourrait bien nous surprendre en s'épanouissant dans ce que nous considérons comme des conditions improbables."
Les chercheurs ont utilisé la spectroscopie pour décoder la lumière et révéler des indices sur la composition chimique des atmosphères des planètes. Alors que le contenu des atmosphères est inconnu et devrait faire l'objet d'autres observations, la faible concentration d'hydrogène et d'hélium a enthousiasmé les scientifiques quant aux implications.
L'équipe a réalisé qu'un rare double transit allait avoir lieu, lorsque les deux planètes passeraient presque simultanément devant leur étoile, mais elle ne savait que deux semaines à l'avance. Ils ont tenté leur chance, et profitant de la capacité de Hubble à faire des observations dans un court délai, ils ont rédigé une proposition en une journée.
"Nous pensions que nous pourrions peut-être voir si les gens de Hubble nous donneraient le temps de faire cette observation, alors nous avons rédigé la proposition en moins de 24 heures, l'avons envoyée et elle a été examinée immédiatement", a déclaré de Wit. "Maintenant, pour la première fois, nous avons des observations spectroscopiques d'un double transit, ce qui nous permet d'avoir un aperçu de l'atmosphère des deux planètes en même temps."
En utilisant Hubble, l'équipe a enregistré un spectre de transmission combiné de TRAPPIST-1b et c, ce qui signifie qu'en tant que première planète puis l'autre traversée devant l'étoile, ils ont pu mesurer les changements de longueur d'onde en fonction de la quantité de lumière des étoiles plongée avec chaque transit.
"Les données se sont révélées vierges, absolument parfaites, et les observations étaient les meilleures que nous aurions pu attendre", dit de Wit. "La force était certainement avec nous."
"Ces observations initiales de Hubble sont une première étape prometteuse pour en savoir plus sur ces mondes voisins, s'ils peuvent être rocheux comme la Terre et s'ils peuvent soutenir la vie", explique Geoff Yoder, administrateur associé par intérim de la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. "C'est un moment passionnant pour la NASA et la recherche sur les exoplanètes."
Sources: MIT, NASA
