Le télescope spatial James Webb a commencé à examiner les candidats les plus alléchants pour la vie ailleurs dans l’univers : un groupe d’exoplanètes du système stellaire connu sous le nom de TRAPPIST-1.
Cela signifie que dans les années à venir, les astronomes peuvent s’attendre à une multitude de données provenant d’un groupe de planètes en dehors de notre système solaire qui aideront à répondre à la question séculaire : Sommes-nous seuls dans l’univers ?
Webb a stupéfié le monde ces dernières semaines après que la NASA a publié son premier lot d’observations appropriées qui comprenait l’image infrarouge la plus profonde de l’univers jamais prise.
Alors que les images étonnantes et colorées du télescope d’objets cosmiques lointains captent l’imagination du public, il pourrait être facile d’ignorer la richesse des données brutes que le télescope a été et continuera de collecter.
NASA/JPL-Caltech
Presque immédiatement après avoir pu faire des observations scientifiques, Webb a commencé à étudier le système TRAPPIST-1 en priorité. TRAPPIST-1 est une étoile naine rouge située à environ 12 parsecs (39 années-lumière) de notre soleil et intéresse les astronomes depuis sa découverte en 2017.
En effet, il a été découvert que TRAPPIST-1 avait au moins sept exoplanètes rocheuses, des planètes qui existent en dehors du système solaire, en orbite avec des tailles et des masses similaires à celles de la Terre. De plus, les premières observations ont suggéré que certaines des planètes pourraient avoir des températures suffisamment basses pour supporter hypothétiquement la présence d’eau liquide.
“Il existe d’autres planètes terrestres ou tempérées ou les deux, mais elles sont généralement trop éloignées ou autour d’une étoile trop grosse pour nous permettre de vraiment les étudier”, a déclaré Julien de Wit, maître de conférences en Terre, Atmosphérique et Planétaire. . Département des sciences du Massachusetts Institute of Technology et membre de l’équipe qui a découvert le système TRAPPIST-1, a déclaré semaine de nouvelles.
“Ce sont donc les seules fenêtres que nous ayons sur l’atmosphère d’autres planètes terrestres habitables, et c’est ce qui est vraiment spécial à leur sujet.”
Cependant, en raison de limitations technologiques, nous n’avons jusqu’à présent pas été en mesure de déterminer une caractéristique critique de ces planètes : si elles ont ou non des atmosphères. C’est-à-dire jusqu’à ce que Webb entre en scène.
“La question à laquelle nous voulons répondre maintenant est est-ce qu’ils ont une atmosphère? S’ils ont une atmosphère, alors les choses vont devenir très excitantes”, a déclaré Michaël Gillon, chercheur sur les exoplanètes à l’Université de Liège en Belgique, qui a dirigé le équipe qui a découvert le système TRAPPIST-1.
Il a dit semaine de nouvelles: “Vous avez vraiment besoin d’un très grand télescope qui soit loin de la Terre, que vous puissiez surveiller pendant des heures ou des jours si nécessaire, et qui fonctionne sur une large gamme de longueurs d’onde dans l’infrarouge [spectrum], car c’est là que se trouvent toutes les caractéristiques spectroscopiques moléculaires que nous recherchons. Et James Webb est exactement ce dont je parle.”
Pour de Wit, l’avancée technologique réalisée avec Webb ne peut guère être surestimée. “En termes de contenu d’information, nous passons de l’écoute de la radio à la télévision”, a-t-il déclaré.
lumière fractionnée
La méthode que les scientifiques utiliseront pour savoir si les planètes TRAPPIST-1 ont des atmosphères ou non s’appelle la spectroscopie de transit. Cela fonctionne en collectant la lumière du soleil passant autour d’une planète voisine et en divisant cette lumière en un spectre, un peu comme un prisme divise la lumière blanche en un arc-en-ciel.
Si cette lumière du soleil a traversé l’atmosphère d’une planète sur son chemin vers la Terre, alors il y aura des signes révélateurs dans le spectre de cette lumière.
“Vous avez donc des empreintes digitales de la signature chimique de l’atmosphère qui apparaissent dans vos données et vos données spectroscopiques”, a déclaré Gillon.
NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez
L’enquête se déroulera par étapes. Tout d’abord, les astronomes de Webb détermineront si l’une des planètes de TRAPPIST-1 a réellement une atmosphère, une percée en soi.
Dans un second temps, un travail va commencer pour savoir de quoi est faite chacune de ces atmosphères. Un processus décrit par de Wit comme “comme éplucher un oignon”.
“Une chose à noter est que quelque chose peut être facilement détectable simplement parce qu’il a des caractéristiques très fortes, mais cela pourrait être une très, très petite quantité”, a-t-il ajouté. “Nous allons donc commencer à trouver des caractéristiques moléculaires, c’est génial. Mais la prochaine étape serait d’avoir suffisamment de données pour que nous puissions commencer à discuter de la quantité de ceci, de cela, et ensuite nous pourrons même commencer à extraire des informations sur la température, dans fonction de l’altitude et de la pression”.
L’équipe de Webb pourrait alors commencer à déduire des détails sur les conditions de surface et les processus qui auraient pu conduire à la présence de ces composants atmosphériques en premier lieu.
“C’est comme votre émission de télévision préférée, et vous devez attendre une semaine pour accéder au prochain épisode”, a déclaré de Wit. “Dans ce cas, vous devrez peut-être attendre un an pour obtenir le prochain épisode.”
avoir un gaz
Il existe de nombreux composants atmosphériques qui intéresseraient les scientifiques étudiant les planètes TRAPPIST-1 (la vapeur d’eau pourrait être l’une des premières à le penser), mais pour Gillon, le méthane sera le principal.
“Nous savons que le méthane a une durée de vie très courte”, a-t-il déclaré. “Dans une telle atmosphère, leurs molécules disparaissent très rapidement. Donc s’il y avait de grandes quantités de méthane dans l’atmosphère d’une de ces planètes TRAPPIST-1, avec l’atmosphère aussi riche en CO2 ou en ozone, cela signifierait qu’il y avait une très grande quantité de méthane. “. grande source de méthane Et nous ne connaissons pas beaucoup de sources abiotiques, mais nous savons que la vie peut produire du méthane.
“Nous pensons qu’avant que l’atmosphère terrestre ne soit très riche en oxygène, grâce à l’augmentation de la photosynthèse, le méthane était abondant dans l’atmosphère terrestre car il y avait certaines bactéries qui produisaient beaucoup de méthane à cette époque.
“Donc, si nous détectons du méthane, ce sera très excitant.”