De l’eau sur les planètes du système exoplanétaire TRAPPIST-1 ?

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Belgique | Science de la terre, de l’univers et de l’environnement : énergie, transports, espace, environnement
1er septembre 2017

Une équipe internationale d’astronomes a utilisé le télescope spatial Hubble (NASA/ESA) pour estimer la possible existence d’eau sur les sept planètes terrestres en orbite autour de l’étoile naine TRAPPIST-1. Les résultats suggèrent que les planètes extérieures du système pourraient encore contenir d’importantes quantités d’eau. Cela inclut les trois planètes dans la zone habitable de l’étoile, ce qui apporte un poids supplémentaire à la possibilité qu’elles soient effectivement habitables.

Le 22 février 2017, une équipe internationale dirigée par l’astronome Liégeois Michaël Gillon, annonçait la découverte de sept planètes de taille terrestre en orbite autour de la naine TRAPPIST-1, située à 40 années-lumière de la Terre. A ce jour, TRAPPIST-1 est le système planétaire avec le plus grand nombre de planètes de type terrestre découvertes jusqu’ici.

Suite à cette découverte, une équipe d’astronomes - dont plusieurs de l’Université de Liège - a utilisé le télescope spatial Hubble (NASA/ESA) pour étudier la quantité de rayonnement ultraviolet reçue par les planètes du système. "Le rayonnement ultraviolet est un facteur important dans l’évolution atmosphérique des planètes", explique l’astronome suisse Vincent Bourrier (Université de Genève) qui a dirigé l’étude. "Comme dans notre atmosphère, où la lumière ultraviolette brise les molécules, la lumière ultraviolette des étoiles peut briser les molécules d’eau en atomes d’hydrogène et d’oxygène dans les atmosphères des exoplanètes ».

Alors que le rayonnement ultraviolet à faible énergie brise les molécules d’eau - un processus appelé photodissociation - les rayons ultraviolets plus énergétiques et les rayons X (rayonnement XUV) chauffent la haute atmosphère d’une planète, ce qui permet aux produits de la photodissociation, l’hydrogène et l’oxygène, de s’échapper. Comme il est très léger, l’hydrogène gazeux peut s’échapper plus facilement et être détecté par Hubble autour des exoplanètes, agissant comme un indicateur possible de la vapeur d’eau atmosphérique. La quantité observée de rayonnement ultraviolet émis par TRAPPIST-1 suggère en effet que les planètes auraient pu perdre des quantités gigantesques d’eau au cours de leur histoire.

Ceci est particulièrement vrai pour les deux planètes les plus proches de leur étoile, TRAPPIST-1b et TRAPPIST-1c, qui reçoivent la plus grande quantité d’énergie ultraviolette. "Nos résultats soulignent à quel point les conditions de surface des planètes TRAPPIST-1 ont pu être affectées par des milliards d’années d’évolution atmosphérique due à la proximité de leur étoile hôte", résume Michaël Gillon, co-auteur de l’étude.

Les planètes intérieures auraient ainsi pu perdre l’équivalent de plus de 20 océans terrestres au cours des huit derniers milliards d’années. Cependant, les planètes extérieures du système - y compris les planètes e, f et g qui se trouvent dans la zone habitable - auraient dû perdre beaucoup moins d’eau, suggérant qu’elles pourraient toujours en retenir une quantité importante à leur surface. Les taux de perte d’eau calculés, favorisent également l’idée que les planètes les plus éloignées et les plus massives ont pu conserver leur eau. Cependant, avec les données et les télescopes actuellement disponibles, aucune conclusion finale ne peut être tirée sur la quantité d’eau retenue par les planètes orbitant TRAPPIST-1.

"Alors que nos résultats suggèrent que les planètes extérieures sont les meilleurs candidats à la recherche d’eau avec le futur télescope spatial James Webb, elles soulignent également la nécessité d’études théoriques et d’observations complémentaires dans toutes les longueurs d’onde pour déterminer la nature des planètes TRAPPIST-1 et leur habitabilité potentielle", conclut Vincent Bourrier.

Lien vers l’article publié dans The Astronomical Journal : http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/aa859c?fromSearchPage=true

Contacts :

  • Vincent Bourrier, chercheur à l’Observatoire de l’Université de Genève, vincent.bourrier[a]unige.ch, +41 22 379 24 49
  • Michaël Gillon, chercheur à l’Institut d’Astrophysique et Géophysique de l’Université de Liège : Michael.gillon[a]ulg.ac.be, +32 473 34 64 02
  • Didier Moreau, service presse de l’Université de Liège : dmoreau[a]ulg.ac.be, +32 4 366 52 17

Source  : Communiqué de presse du 31 août 2017, Service Presse et Communication de l’Université de Liège.

Rédacteur(s) : Relayé par Joachim Huet, Attaché de coopération scientifique et universitaire (joachim.huet[a]diplomatie.gouv.fr) et Victorine Hugot, Chargée de mission (victorine.hugot[a]diplomatie.gouv.fr).

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