Les astronomes ont découvert la preuve la plus solide à ce jour qu’une planète rocheuse située au-delà de notre système solaire a réussi à retenir une atmosphère – un ingrédient crucial pour la vie telle que nous la connaissons.
Cette découverte marque la première fois que des scientifiques détectent une atmosphère entourant une planète rocheuse en orbite dans le zone habitable d’une autre étoile, la région autour d’une étoile où les températures pourraient permettre à l’eau liquide d’exister à la surface d’une planète. Les résultats, publiés le 16 juillet dans la revue Science, pourrait aider les astronomes à affiner la recherche de mondes potentiellement habitables au-delà de notre arrière-cour cosmique.
« C’est absolument excitant » Edward Schwietermanprofesseur agrégé d’astrobiologie à l’Université de Californie à Riverside, qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré à Live Science dans un e-mail. « Nous nous rapprochons de l’étude des atmosphères de mondes susceptibles d’héberger de la vie, avec des preuves de cette vie intégrées dans leurs spectres observables. »
La planète, connue sous le nom LHS 1140bse trouve à environ 48 années-lumière de la Terre et orbite autour d’un petit étoile naine rouge. Pesant environ 5,6 fois la masse de la Terre, l’exoplanète est classée parmi les super-Terre: une planète rocheuse plus grande que la nôtre mais bien plus petite que les géantes gazeuses comme Neptune.
Il reçoit moins de la moitié de la lumière solaire que reçoit la Terre, ce qui lui donne une température de surface estimée à environ moins 53 degrés Fahrenheit (moins 47 degrés Celsius), selon des estimations précédentes ne tenant pas compte de l’atmosphère. Cela rend la planète froide, mais dans la plage que les astronomes considèrent comme potentiellement habitable.
Fuite de gaz cosmique
Les scientifiques ont découvert des milliers de exoplanètes au cours des dernières décennies, y compris de nombreux mondes rocheux. Mais déterminer si ces planètes ont des atmosphères s’est avéré beaucoup plus difficile, car les atmosphères autour des planètes rocheuses sont incroyablement minces par rapport à celles des planètes géantes, ce qui les rend beaucoup plus difficiles à détecter sur de vastes distances cosmiques.
Au lieu de rechercher directement l’atmosphère, les chercheurs à l’origine de la nouvelle étude ont recherché un indice subtil démontrant son existence : de l’hélium gazeux s’échappant dans l’espace. À l’aide du spectrographe WINERED du télescope Magellan Clay au Chili, l’équipe a observé LHS 1140 b passer devant son étoile et laisser un éclat de lumière stellaire filtrer à travers l’atmosphère de la planète avant de se diriger vers la Terre. Ce faisant, l’équipe a recherché une petite baisse de la lumière de l’étoile à la longueur d’onde exacte de la lumière infrarouge que l’hélium bloque – un signe révélateur que du gaz s’écoulait de la planète vers l’espace.
La prédiction reposait entièrement sur un modèle mathématique qui n’avait jamais été confirmé pour une planète rocheuse. Cependant, en septembre 2024, l’équipe a capturé LHS 1140 b et une planète voisine plus petite et plus chaude, LHS 1140ctransitant par leur étoile la même nuit, à moins de 40 minutes d’intervalle. Les chercheurs ont détecté un signal clair d’hélium provenant du LHS 1140 b, tandis que le LHS 1140 c n’a rien montré.
Le contraste est important : LHS 1140 c orbite beaucoup plus près de son étoile que LHS 1140 b et reçoit environ cinq fois le rayonnement, mais il est également plus petit et moins lié gravitationnellement – des conditions qui devraient rendre tout gaz qui s’échappe plus facile, et non plus difficile, à repérer. Rien n’indique que l’atmosphère du LHS 1140 c a été supprimée il y a longtemps, tandis que le LHS 1140 b, situé plus loin dans des conditions plus fraîches et plus calmes, a réussi à se maintenir.
Cette découverte répond à une question à laquelle les astronomes tentent de répondre depuis des décennies.
« Il y a vingt ans, nous nous demandions si d’autres planètes de type terrestre existaient », co-auteur de l’étude Robin Wordsworthprofesseur de sciences de la Terre et des planètes à Harvard, a déclaré dans un déclaration. « Ensuite, nous avons appris qu’ils étaient communs et en avons trouvé dans la zone habitable. La question suivante était de savoir si l’un d’entre eux avait réussi à conserver une atmosphère. Maintenant, nous savons qu’au moins un y est parvenu. »
Un pas en avant dans la quête de la vie
Cette découverte est particulièrement remarquable car les étoiles naines rouges comme LHS 1140 peuvent bombarder les planètes proches avec un rayonnement à haute énergie capable de détruire les atmosphères au fil du temps. Sur la base de l’âge estimé de l’étoile d’au moins 3,1 milliards d’années, les chercheurs affirment que l’atmosphère de LHS 1140 b a probablement persisté malgré ce bombardement, ce qui suggère que certaines planètes rocheuses autour de ces étoiles communes peuvent s’accrocher à leur atmosphère bien plus longtemps qu’on ne le pensait.
Mais les chercheurs préviennent que la détection d’hélium ne signifie pas que la planète est habitée – ni même qu’elle est habitable. Les observations révèlent uniquement la fine couche supérieure de l’atmosphère de la planète, et non sa composition complète. Les scientifiques ne savent toujours pas si LHS 1140 b contient de l’oxygène, du dioxyde de carbone, de la vapeur d’eau ou d’autres gaz qui pourraient rendre sa surface plus semblable à la Terre et plus hospitalière à la vie.
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Au lieu de cela, la découverte ouvre une nouvelle façon d’étudier des mondes rocheux lointains.
« L’étude démontre que, au moins dans certains cas, nous pourrons commencer à caractériser les atmosphères de planètes potentiellement habitables », a déclaré Schwieterman. « Si seulement les planètes rocheuses en orbite autour d’étoiles semblables au Soleil conservaient une atmosphère, nous devrons peut-être attendre une à deux décennies pour le lancement du satellite. Observatoire des Mondes Habitables pour rechercher des biosignatures sur des planètes rocheuses. Je suis certainement enthousiasmé par la suite ! »
Les futures observations viseront à déterminer de quoi est constitué le reste de l’atmosphère de LHS 1140 b et à déterminer si elle peut abriter des océans ou d’autres caractéristiques associées à l’habitabilité.
