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7 exoplanètes découvertes par les astronomes de l’Université de Liège (ULg)

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Belgique | Science de la terre, de l’univers et de l’environnement : énergie, transports, espace, environnement
23 février 2017

Les astronomes de l’ULg ont découvert non plus trois mais sept planètes telluriques autour de l’étoile Trappist-1. « Le système Trappist-1 est le plus grand trésor de planètes de taille terrestre jamais détectées autour d’une seule étoile. » Cette découverte relance la quête de la vie dans l’Univers.

Découvert en mai 2016 par une équipe internationale chapeautée par Michaël Gillon, astronome à l’Université de Liège (ULg) et chercheur qualifié FNRS (Fonds National de la Recherche Scientifique), le système exoplanétaire TRAPPIST-1 livre de nouveaux secrets. Le suivi intensif du système avec plusieurs télescopes, dont le télescope spatial Spitzer de la NASA, a non seulement renforcé les résultats précédemment obtenus par le télescope liégeois TRAPPIST-Sud, mais a également révélé la présence de quatre autres planètes dans le système, portant désormais leur nombre à sept. Selon les résultats publiés dans la revue Nature, ces sept planètes sont de tailles similaires à celles de la Terre et pourraient abriter de l’eau sous forme liquide à leur surface, surtout trois d’entre elles qui orbitent dans la zone dite "habitable" de l’étoile. TRAPPIST-1 est le système qui possède à la fois le plus grand nombre de planètes telluriques et le plus grand nombre de mondes potentiellement habitables jamais découverts à ce jour. De quoi relancer la quête de la vie dans l’Univers.

Cette découverte s’inscrit dans le cadre du projet SPECULOOS (Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars), un nouveau projet plus ambitieux de détection d’exoplanètes potentiellement habitables. Dirigé par Michaël Gillon de l’ULg, ce projet, soutenu par un ERC Starting Grant du Conseil Européen de la Recherche, est dans sa phase finale de préparation sur le site de l’Observatoire Européen Austral de Paranal (ESO) au Chili.

Un système exoplanétaire fascinant

C’est fin 2015 que l’histoire commence, lorsque Michaël Gillon et les membres de son équipe, dont notamment Emmanuël Jehin, astronome à l’ULg, décortiquent les données acquises par le télescope liégeois TRAPPIST-Sud, situé au Chili. Ils venaient de poser l’œil sur un nouveau système exoplanétaire (1). Baptisé TRAPPIST-1, et détecté grâce à la méthode des transits, le système présentait déjà des caractéristiques très intéressantes, à savoir la présence de trois planètes de température et taille similaire à la Terre, propices à une étude détaillée de leurs compositions atmosphériques avec la technologie actuelle.

Les nouvelles observations réalisées en 2016 par l’équipe vont accentuer cet intérêt en révélant au fur et à mesure d’autres planètes. Leur nombre exact et leurs caractéristiques orbitales restaient confus jusqu’à l’automne 2016, lorsque l’équipe a pu utiliser le télescope spatial Spitzer de la NASA pour observer le système en continu durant trois semaines. Ces observations spatiales ont révélé que ce sont en fait sept planètes qui orbitent autour de l’étoile. Ces planètes, nommées TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g et h dans l’ordre croissant de leur distance par rapport à leur étoile, présentent toutes des tailles semblables à la Terre. « Le système TRAPPIST-1 est le plus grand trésor de planètes de taille terrestre jamais détectées autour d’une seule étoile, déclare Michaël Gillon. C’est un système planétaire fascinant, non seulement par le nombre de planètes qu’il abrite, mais aussi parce qu’elles présentent des caractéristiques fort similaires à celles de notre Terre ! »

Selon les résultats publiés dans la revue Nature, trois des planètes se trouvent dans la zone habitable du système (2). On entend par « zone habitable » la gamme de distances à une étoile pour laquelle une planète rocheuse comme la Terre pourrait abriter de grandes quantités d’eau liquide sur la majeure partie de sa surface. Et qui dit eau liquide dit vie, du moins sur Terre ! « A titre de comparaison, reprend Michaël Gillon, notre système solaire abrite deux planètes de taille terrestre, dont une seule, la Terre, dans sa zone habitable. Avec ses sept planètes de taille terrestre, dont trois dans sa zone habitable, TRAPPIST-1 apparaît comme un système planétaire d’une richesse incroyable. Son étude sera passionnante ! »

L’étoile TRAPPIST-1 est une naine ultra-froide, à savoir une étoile bien plus petite et froide que le Soleil. Ceci explique pourquoi, malgré qu’elles soient nettement plus proches de leur étoile que la Terre du Soleil, les planètes du système TRAPPIST-1 pourraient toutes abriter de l’eau liquide sur au moins une partie de leur surface. A cet égard, les trois planètes e, f et g, qui orbitent dans la zone habitable, sont les plus prometteuses. « Alors que les autres planètes du système ne pourraient avoir de l’eau liquide que sur une petite partie de leur surface, ces trois planètes e, f, et g pourraient abriter des océans semblables à ceux de la Terre » explique Julien de Wit, diplômé de l’ULg, actuellement en post-doctorat au MIT et responsable de l’étude de atmosphères des planètes TRAPPIST-1.

Prochaine étape, déterminer la composition des atmosphères

Grâce à leurs données actuelles, les chercheurs ont pu mesurer très précisément le rayon des planètes, mais aussi obtenir une première estimation de la masse de six d’entre-elles. « Nous continuons à observer intensivement le système depuis le sol et l’espace », explique Emmanuël Jehin, astronome à l’Université de Liège et co-responsable du projet TRAPPIST. « Nous devrions disposer prochainement de masses suffisamment précises pour bien contraindre la composition des planètes. De plus, nous espérons déterminer prochainement l’existence et l’étendue de leurs atmosphères. »

Ces observations pourront se faire par l‘intermédiaire du télescope spatial Hubble, mais il faudra attendre le lancement du James Webb Space Telescope, prévu en 2018 par la NASA et l’ESA, pour pousser les recherches encore plus loin et espérer déterminer la composition de ces atmosphères, voir y détecter les signes chimiques d’une activité biologique à la surface des planètes. « On va pouvoir comparer les planètes les unes aux autres, reprend Michaël Gillon, et faire ce que l’on appelle de la planétologie comparée. D’ici cinq à dix ans, nous devrions en savoir beaucoup plus sur ces planètes : de quoi elles sont faites, comment elles se sont formées, quelles sont leurs conditions de surface, etc. Et, qui sait, peut-être aurons-nous alors détecté des traces de vie sur l’une ou plusieurs d’entre elles ? Si c’est le cas, nous ne regarderons jamais plus les étoiles de la même façon… »

Cette découverte marque un tournant important dans l’exploration spatiale et fait de TRAPPIST-1 une cible importante dans la recherche de vie extraterrestre dans l’Univers, ces mondes représentant nos meilleures chances actuelles de détecter de la vie ailleurs.

Contacts presse :

Michaël Gillon - Emmanuël Jehin,
Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège
Michael.gillon[a]ulg.ac.be / +32 473 34 64 02
ejehin[a]ulg.ac.be / +32 495 237 298

Ou via le Service de presse de l’ULg : press[a]ulg.ac.be / +32 4 366 52 17

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

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