Le télescope spatial James-Webb révèle l’absence d’une atmosphère épaisse de dioxyde de carbone sur Trappist-1 c

L’une après l’autre, les planètes du système Trappist-1 sont étudiées par le télescope spatial James-Webb. L’atmosphère de Trappist-1 b, la planète la plus proche de l’étoile, s’était déjà révélée insignifiante. C’est désormais Trappist-1 c, la planète suivante en matière de distance, qui a vu son enveloppe gazeuse examinée. Ce résultat est le dernier en date dans la quête pour déterminer si les atmosphères planétaires peuvent survivre à l’environnement violent d’une étoile naine rouge.

Trappist-1 c sous le regard du James-Webb

Trappist-1 c est une planète de dimension terrestre (environ 1,1 fois le diamètre de la Terre et 1,3 fois sa masse) qui fait le tour de son étoile, Trappist-1, en seulement 2,4 jours. Cette planète n’est séparée de la naine rouge que par 2,4 millions de kilomètres (un peu plus de six fois la distance Terre-Lune et moins d’un vingtième de la distance Soleil-Mercure) et se trouve à 40 années-lumière de la Terre.

Une équipe internationale de chercheurs a utilisé l’instrument Miri du télescope spatial James-Webb pour mesurer la quantité de chaleur émise par Trappist-1 c, tout comme une autre équipe l’avait fait pour déterminer que Trappist-1 b est probablement dépourvue d’atmosphère. Avec une température diurne de 107 (± 31) degrés Celsius, Trappist-1 c est la planète rocheuse la plus froide jamais caractérisée à l’aide de cette méthode.

« Nous voulons savoir si les planètes rocheuses ont une atmosphère ou non explique Sebastian Zieba, étudiant à l’Institut Max-Planck d’astronomie, en Allemagne, et premier auteur de l’étude publiée dans Nature. Auparavant, nous ne pouvions vraiment étudier que des planètes avec des atmosphères épaisses et riches en hydrogène. Avec Webb, nous pouvons enfin commencer à rechercher des atmosphères dominées par l’oxygène, l’azote et le dioxyde de carbone. »

Une planète rocheuse avec pas ou peu d’atmosphère

Le résultat suggère que l’atmosphère de la planète, si elle existe, est extrêmement mince. En effet, bien que Trappist-1 c ait à peu près la même taille et la même masse que Vénus et reçoive la même quantité de rayonnement de son étoile, il semble peu probable qu’elle ait la même épaisse atmosphère de dioxyde de carbone.

Bien que ces mesures initiales ne fournissent pas d’informations définitives sur la nature de Trappist-1 c, elles aident à réduire les possibilités probables. « Nos résultats sont cohérents avec une planète qui serait une roche nue sans atmosphère, ou une planète ayant une atmosphère de CO₂ très mince (plus mince que sur Terre ou même Mars) sans nuages », précise Sebastian Zieba. Les données montrent également qu’il est peu probable que la planète soit un véritable analogue de Vénus avec une épaisse atmosphère de CO₂ et des nuages d’acide sulfurique.

L’absence d’atmosphère épaisse suggère que la planète s’est peut-être formée avec relativement peu d’eau. Si les planètes plus froides de Trappist-1 se sont formées dans des conditions similaires, elles aussi ont peut-être commencé avec peu d’eau et peu d’autres composants nécessaires pour rendre une planète habitable.

Dans l’année qui vient, les chercheurs utiliseront Webb pour observer les orbites complètes de Trappist-1 b et Trappist-1 c. Cela permettra de voir comment les températures changent entre le côté jour et le côté nuit des deux planètes et fournira des contraintes supplémentaires sur le fait qu’elles aient ou non des atmosphères.