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La Nasa pourra détecter l’atmosphère d’une exoterre en quelques heures

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Dans la quête d'exoplanètes habitables, la question de l'atmosphère revient immanquablement. Et des astronomes présentent aujourd'hui une méthode qui, s'appuyant sur le futur télescope spatial James Webb, devrait permettre de donner des indices précis en la matière. En un temps record, de surcroît. Notamment concernant les planètes orbitant autour de naines rouges.

En 2021, la Nasa (États-Unis) lancera un nouvel engin d'exploration de l'espace, le télescope spatial James Webb. Parmi ses objectifs : l'étude des exoplanètes. Et avant même sa mise en service, les astronomes imaginent déjà les avancées qu'il permettra. Comme la détection d'une atmosphère en seulement quelques heures. Grâce à la signature thermique de l'exoplanète en question.

« Nous pensons que le télescope spatial James Webb pourra confirmer la présence - ou l'absence - d'une atmosphère autour d'une douzaine d'exoplanètes rocheuses connues en moins de dix heures d'observation par planète », s'enthousiasme Jacob Bean, chercheur à l'université de Chicago (États-Unis). Et plus précisément, autour d'exoterres orbitant des naines rouges.

Une aubaine, car dans leurs recherches de planètes habitables, les astronomes s'intéressent tout particulièrement à celles orbitant des naines rouges. Parce que les naines rouges sont les étoiles les plus nombreuses dans notre galaxie. Mais aussi parce qu'elles apparaissent plus petites et moins chaudes que notre Soleil. Rendant plus facile la détection de planètes en orbite autour d'elles par la méthode dite du transit planétaire. Lorsqu'elles passent devant leur étoile, ces exoplanètes, en effet, bloquent une plus grande partie de leur luminosité que dans le cas d'étoiles plus importantes. Et en orbitant plus près de leur étoile - pour avoir une chance de jouir de températures clémentes -, elles passent plus fréquemment devant elle, donnant aux astronomes plus d'occasions de les détecter.

Seul problème concernant la méthode proposée aujourd’hui par les chercheurs : elle fonctionne au mieux sur des planètes trop chaudes pour être situées dans la zone habitable de leur étoile. Mais les astronomes sont convaincus que si une planète chaude peut retenir une atmosphère, une autre, un peu moins chaude, le pourra tout aussi bien. Ici, une vue d’artiste d’une exoplanète rocheuse et de son atmosphère nuageuse. Au loin, son étoile, une naine rouge. © L. Hustak and J. Olmsted, Nasa

Cependant, autour des naines rouges, les conditions d'évolution des exoterres semblent difficiles. Certaines sont très actives et bombardent leurs planètes de vents de particules chargées. De quoi potentiellement détruire leur atmosphère. Or, sans atmosphère, pas de vie possible. C'est pourquoi l'apport du télescope spatial James Webb pourrait s'avérer décisif.

La méthode développée par les astronomes repose sur une autre caractéristique des exoplanètes qui orbitent autour de naines rouges : leur rotation est verrouillée. De telle sorte qu'elles présentent toujours à la Terre leur côté nuit lorsqu'elles passent devant leur étoile et leur côté jour juste avant - ou après - leur passage derrière leur étoile.

Or la présence d'une atmosphère autour d'une planète joue un rôle de régulation de la température. Ainsi, pour faire simple, si le télescope spatial enregistre une température de jour inférieure à celle présumée pour de la roche brute - une opération qui ne devrait pas nécessiter plus de deux passages de la planète derrière son étoile -, cela constituera un indice de la présence d'une atmosphère autour de l'exoplanète étudiée. Un indice qui pourra alors être vérifié par d'autres méthodes plus classiques.

En résumé, des astronomes présentent déjà une méthode qui lui permettra de trouver des indices révélateurs de la présence d’une atmosphère autour d’une exoplanète, en comptant sur le profil thermique des planètes rocheuses orbitant autour des naines rouges.

Futura Science

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