A l’aide d’un télescope spécialement conçu pour repérer les exoplanètes, une équipe d’astronomes travaillant à l’Observatoire européen austral (ESO) a découvert trois planètes en orbite autour d’un soleil nain à “seulement” 40 années-lumière de la Terre. Selon les chercheurs, les trois mondes sont potentiellement habitables en raison de leurs tailles et de leurs températures et pourraient être les meilleurs candidats dans la recherche d’une vie au-delà de notre système solaire.

En utilisant le télescope TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) à la station La Silla de l’ESO, située près du complexe de l’ALMA dans le désert d’Atacama, au Pérou, les astronomes ont repéré les trois planètes tournant autour d’une étoile naine rouge “Ultra-fraiche” (Ultracool) surnommée 2MASS J23062928-0502285, mais désormais également connu sous le nom de TRAPPISTE-1, représentée en image d’entête (ESO/M. Kornmesser).

De précédentes observations, en utilisant des télescopes plus puissants, dont le Very Large Telescope HAWK-I situé à proximité, ont confirmé que les planètes tournant autour de TRAPPIST-1 semblent être proche, en taille, de la Terre. Deux des planètes ont des périodes orbitales bien définies, de l’ordre de 1,5 jour et 2,4 jours, tandis que la troisième planète semble être un peu moins stable, avec une période orbitale qui varie considérablement, entre 4,5 à 73 jours.

Selon Emmanuël Jehin, de l’Institut d’Astrophysique et de Géophysique à l’université de Liège, en Belgique et chercheur associé à l’équipe du TRAPPIST :

C’est vraiment un changement de paradigme en fonction de la population de planètes et dans la voie de la recherche de la vie dans l’Univers. Jusqu’à présent, l’existence de ces “mondes rouges” en orbite autour d’étoiles naines ultra-fraîches était purement théorique, mais maintenant nous avons non seulement une planète solitaire autour d’une faible étoile rouge, mais un système complet de trois planètes !

Définie donc comme une étoile naine Ultracool, TRAPPIST-1 est nettement moins chaude et plus rouge que notre propre soleil et elle n’est pas beaucoup plus grande que Jupiter.

Beaucoup trop faible pour être observée sans l’aide d’un très grand télescope, la petite étoile est située dans la constellation du Verseau. Selon les astronomes, ces étoiles sont très fréquentes dans notre Voie lactée, tout en ayant une durée de vie exceptionnellement longue, mais ce serait la première fois que l’on en découvre une, accompagnée de planètes.

La position de TRAPPIST-1 dans la constellation du verseau (ESO)

Bien que ces planètes ont des tailles et des températures semblables à celles de Vénus et la Terre, deux d’entre elles empreintes des orbites très proches de leur étoile, ce qui signifie qu’elles sont trop près, en fonction de ce qui est défini comme zone habitable, de leur soleil. Cependant, comme l’étoile est beaucoup moins active que notre Soleil, les chercheurs pensent qu’il est encore possible que les deux planètes internes puissent avoir des zones habitables sur leur surface. La plus éloignée reçoit environ deux fois le rayonnement reçu par la Terre et celle plus à l’intérieure, quatre fois plus.

Comparaison entre notre Soleil avec TRAPPIST-1 (ESO)

La troisième, et la plus éloignée, a une orbite qui semble erratique, mais l’équipe pense qu’à son point le plus éloigné, elle est probablement moins irradiée que la Terre, mais pourrait encore recevoir assez de rayonnement pour la placer dans la zone habitable.

Selon Michaël Gillon, également de l’Institut d’Astrophysique et de Géophysique à l’université de Liège :

Avec ces courtes périodes orbitales, les planètes sont entre 20 et 100 fois plus proches de leur étoile que la Terre du Soleil. La structure de ce système planétaire est beaucoup plus semblable à l’échelle du système des lunes de Jupiter que de celle du système solaire.

Les prochaines études de ces planètes comprendront la recherche de signes de vie en examinant leurs atmosphères alors qu’elles passent devant leur étoile (transit). La lumière traversant les gaz de leurs atmosphères fournira une indication quant à leur composition chimique et, comme la naine rouge ne submergera pas de sa lumière les planètes, comme les habituelles étoiles lumineuses, les chercheurs pensent qu’ils auront une meilleure opportunité de déterminer la composition des gaz présents.

Selon Julien de Wit, un coauteur de l’étude et du MIT :

Grace à plusieurs grands télescopes en cours de construction, comme l’ E-ELT de l’ESO et le télescope spatial James Webb dont le lancement est prévu pour 2018, nous allons bientôt être en mesure d’étudier la composition de l’atmosphère de ces planètes et les explorer d’abord pour l’eau, puis pour des traces d’activité biologique. C’est un pas de géant dans la recherche de la vie dans l’Univers.

Selon l’équipe du TRAPPIST, ce type de découverte contribuera à ouvrir de nouvelles voies dans la recherche d’exoplanètes, car environ 15 % des étoiles à proximité raisonnable de notre système solaire, sont des “naines ultra-fraiches”. Ce domaine de chasse aux exoplanètes montre aussi qu’il est possible de trouver et d’analyser de potentielles planètes habitables similaires, à bien des égards, à notre propre Terre, même autour d’étoiles naines “fraiches”.

Selon les chercheurs :

Pourquoi n’essayons-nous pas de détecter des planètes semblables à la Terre autour d’étoiles plus petites et plus fraiches dans le voisinage solaire ? La raison en est simple : les systèmes autour de ces petites étoiles sont les seuls endroits où l’on peut détecter la vie sur une exoplanète de la taille de la Terre avec notre technologie actuelle. Donc, si nous voulons trouver la vie ailleurs dans l’Univers, c’est là que nous devrions commencer par regarder.

L’étude publiée dans Nature : Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star et présentée sur le site de l’ESO : Three Potentially Habitable Worlds Found Around Nearby Ultracool Dwarf Star.