En 2015, les astronomes ont découvert une planète extrasolaire intrigante située dans un système stellaire à environ 39 années-lumière de la Terre. Malgré son orbite très proche de son étoile parente, cette planète «semblable à Vénus» - connue sous le nom de GJ 1138b - semblait encore assez fraîche pour avoir une atmosphère. En peu de temps, un débat s'ensuivit sur le type d'atmosphère qu'il pouvait avoir, qu'il s'agisse d'une «Vénus sèche» ou d'une «Vénus humide».
Et maintenant, grâce aux efforts d'une équipe internationale de chercheurs, l'existence d'une atmosphère a été confirmée autour du GJ 1138b. En plus de régler le débat sur la nature de cette planète, c'est aussi la première fois qu'une atmosphère est détectée autour d'une Super-Terre de faible masse. En plus de cela, GJ 1138b est maintenant la planète la plus éloignée de la Terre connue pour avoir une atmosphère.
Dirigée par John Southworth (de l'Université Keele) et Luigi Mancini (de l'Université de Rome Tor Vergata), l'équipe de recherche comprenait des membres de l'Institut Max Planck d'astronomie (MPIA), de l'Institut national d'astrophysique (INAF), de l'Université de Cambridge et Université de Stockholm. Leur étude, intitulée «Détection de l'atmosphère de l'exoplanète de masse terrestre 1.6 GJ 1132b», a récemment paru dans The Astrophysical Journal.
À l'aide de l'imageur GROND du télescope ESO / MPG de 2,2 m de l'Observatoire de La Silla, l'équipe a surveillé le GJ 1132b dans différentes longueurs d'onde lors de son transit devant son étoile parente. Compte tenu de la période orbitale de la planète (1,6 jours), ces transits se produisent assez souvent, ce qui présente de nombreuses opportunités de le voir passer devant son étoile. Ce faisant, ils ont surveillé l'étoile pour de légères diminutions de sa luminosité.
Comme le Dr Southworth l'a expliqué à Univers par e-mail, ces observations ont confirmé l'existence d'une atmosphère:
«Ce que nous avons fait était de mesurer la quantité de gradation à 7 longueurs d'onde différentes en lumière optique et proche infrarouge. À l'une de ces longueurs d'onde (IR), la planète semblait être légèrement plus grande. Cela indique que la planète a une grande atmosphère autour d'elle qui permet à la plupart de la lumière des étoiles de passer à travers, mais est opaque à une longueur d'onde. »
Les membres de l'équipe de l'Université de Cambridge et du MPIA ont ensuite effectué des simulations pour voir quelle pourrait être la composition de cette atmosphère. En fin de compte, ils ont conclu qu'elle avait très probablement une atmosphère épaisse riche en eau et / ou en méthane - ce qui contredit les théories récentes selon lesquelles la planète avait une atmosphère mince et ténue (c'est-à-dire une «Vénus sèche»).
C'était aussi la première fois qu'une atmosphère se confirmait autour d'une planète dont la taille et la masse sur Terre n'étaient pas significativement plus importantes. Dans le passé, les astronomes ont détecté des atmosphères autour de nombreuses autres exoplanètes. Mais dans ces cas, les planètes étaient soit des géantes gazeuses, soit des planètes de plusieurs fois la taille et la masse de la Terre (alias «Super-Terre»). Le GJ 1132b, cependant, est 1,6 fois plus massif que la Terre et mesure 1,4 rayon de la Terre.
De plus, ces découvertes sont une étape importante dans la recherche de la vie au-delà de notre système solaire. À l'heure actuelle, les astronomes cherchent à déterminer la composition chimique de l'atmosphère d'une planète pour déterminer si elle pourrait être habitable. Là où la bonne combinaison de déséquilibres chimiques existe, la présence d'organismes vivants est considérée comme une cause possible.
En étant en mesure de déterminer qu'une planète à l'extrémité inférieure de l'échelle de la super-Terre a une atmosphère, nous sommes un peu plus près de pouvoir déterminer l'habitabilité des exoplanètes. La détection d'une planète portant l'atmosphère autour d'une étoile de type M (naine rouge) est également une bonne nouvelle en soi. Les étoiles naines rouges de faible masse sont les étoiles les plus courantes dans la galaxie, et des découvertes récentes ont indiqué qu'elles pourraient être notre meilleure image pour trouver des mondes habitables.
Outre la détection de plusieurs planètes terrestres autour des étoiles naines rouges ces dernières années - dont sept autour d'une seule étoile (TRAPPIST-1) - des recherches suggèrent également que ces étoiles sont capables d'héberger un grand nombre de planètes. Dans le même temps, on s'est demandé si les naines rouges étaient trop variables et instables pour supporter des mondes habitables.
Comme l'a expliqué Southworth, repérer une atmosphère autour d'une planète qui orbite étroitement autour d'une naine rouge pourrait aider à renforcer les arguments en faveur de l'habitabilité de la naine rouge:
«L'un des gros problèmes est que les étoiles de très faible masse ont généralement de forts champs magnétiques et rejettent ainsi beaucoup de rayons X et de lumière ultraviolette. Ces photons de haute énergie ont tendance à détruire les molécules dans les atmosphères et peuvent également les évaporer complètement. Le fait que nous ayons détecté une atmosphère autour de GJ 1132b signifie que ce type de planète est en effet capable de conserver une atmosphère pendant des milliards d'années, même en étant bombardé par les photons à haute énergie de leurs étoiles hôtes.
À l'avenir, le GJ 1132b devrait être une cible hautement prioritaire pour l'étude avec le télescope spatial Hubble, le très grand télescope (VLT) de l'Observatoire de Paranal au Chili et des télescopes de nouvelle génération comme le James Webb Space Telescope (prévu pour lancement en 2018). Déjà, des observations sont faites et les résultats sont attendus avec impatience.
Je suis sûr que je ne suis pas le seul qui aimerait entendre ce que les astronomes découvrent alors qu'ils jettent leur dévolu sur ce système stellaire à proximité et c'est un monde semblable à Vénus! En attendant, assurez-vous de regarder cette vidéo sur le GJ 1132b, gracieuseté des nouvelles du MIT:
