Des exoplanètes comme la Terre? Modérez vos transports…

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Représentation d'artiste de LHS-475 b et de son étoile: ESA / NASA
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Les chasseurs d’exoplanètes ont eu de quoi se réjouir la semaine dernière: on a détecté deux planètes de la taille de la Terre, probablement rocheuses, dont une en orbite dans la «zone habitable» de son étoile.

Ces sont de grands pas en avant pour l’astronomie, mais aussi la porte ouverte à quelques pièges.

Celle qui se trouve dans la «zone habitable», appelée TOI-700e, a été détectée par le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite).

L’autre, LHS-475 b, est la toute première exoplanète rocheuse à voir son existence confirmée par le télescope James Webb (on soupçonnait son existence grâce aux données du TESS).

Cela laisse présager qu’il y aura d’autres découvertes de ce genre.

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Or, chaque fois que survient ce type d’annonce, ceux qui imaginent tout de suite une vie extraterrestre doivent prendre garde à trois pièges.

exoplanètes, télescope James Webb
Le télescope James Webb. Illustration: Adriana Manrique Gutierrez, NASA, GSFC/CIL

PIÈGE 1 : «zone habitable» ne veut pas dire habitable

En 2017, une conférence de presse de la NASA annonçant en grande pompe la découverte de sept planètes autour de la même étoile (TRAPPIST-1), dont trois dans la «zone habitable», n’était pas terminée que, déjà, «les formes de vie» dominaient les échanges.

Or, le problème avec l’expression «zone habitable», c’est qu’autour de notre Soleil, Vénus et Mars sont elles aussi dans la «zone habitable».

Il y a donc d’autres critères à considérer:

Y a-t-il une atmosphère?

Bien que la découverte de la première exoplanète — ou planète tournant autour d’une étoile autre que notre Soleil — remonte aux années 1990, ce n’est qu’en 2016 que, pour la première fois, des astronomes ont identifié une atmosphère autour d’une telle planète.

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Ce type de détection commence à être à la portée des instruments et, parmi les télescopes lancés dans cette traque, seul James-Webb (JW) sera théoriquement capable d’aller jusqu’à identifier certains des composants de ces atmosphères.

Que contient-elle?

Avoir une atmosphère ne signifie toutefois pas qu’il y a de la vie. À titre d’exemple, une des lunes de Saturne, Titan, est entourée d’une épaisse atmosphère d’azote et de méthane, un mélange inhospitalier.

Y a-t-il de l’eau?

L’eau est l’ingrédient idéal pour rassembler les molécules qui forment les «briques» de la vie. Encore faut-il qu’elle soit à l’état liquide, c’est-à-dire à une température se situant entre 0 et 100 degrés Celsius.

En théorie, une analyse de l’atmosphère — si elle existe — de ces planètes permettrait d’y détecter de la vapeur d’eau, ce qui serait un grand moment pour l’astronomie.

Pour l’instant, on ignore ce qu’il en est pour les deux nouvelles exoplanètes, LHS-475 b et TOI-700e. Elles font partie d’une courte liste de candidates qui feront l’objet d’une attention particulière de JW dans les prochains mois et les prochaines années.

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Mars
Nos voisines Mars et Vénus sont des planètes rocheuses comme la Terre, mais sans eau liquide ni atmosphère viable. Photo de l’Agence spatiale européenne: ExoMars Trace Gas Orbiter, une des sondes en orbite au-dessus de la planète Mars.

PIÈGE 2 : détectée ne veut pas dire photographiée

Depuis la première annonce d’une exoplanète, on en a confirmé plus de 5200, et 9000 «candidates» sont en attente de confirmation.

Mais dans la très grande majorité des cas, c’est une détection indirecte. Seule une trentaine de planètes a été photographiée. Et encore, les photos montrent, au mieux, un point de quelques pixels de large.

Les images de ces planètes que l’on peut voir un peu partout sont des représentations d’artistes. Tout ce qu’on sait d’elles — masse, dimension, température, etc. — provient de mesures indirectes ou de déductions.

Une détection indirecte peut se faire de deux façons. D’une part, les oscillations naturelles de l’étoile peuvent trahir qu’un «objet» plus ou moins massif lui tourne autour, la  tirant» tantôt d’un côté, tantôt de l’autre.

D’autre part, une baisse de luminosité de l’étoile peut trahir que quelque chose est passé entre elle et nous — c’est la méthode dite du «transit». Il s’agit de variations infimes, qui restent difficiles à déterminer lorsque la planète est aussi petite que la Terre.

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PIÈGE 3 : «planète similaire à la Terre» ne veut pas dire… planète similaire à la Terre!

Lorsque la chasse aux exoplanètes, ou planètes extrasolaires, a mis la main sur ses premières proies il y a près de 30 ans, il s’agissait de planètes géantes. Et même très géantes: plusieurs faisaient plus de 10 fois la taille de Jupiter — qui, à elle seule, pourrait contenir plus d’un millier de Terre.

Le terme «planète similaire à la Terre» (Earth-like planet) était donc davantage une ambition lointaine qu’une vraie définition. Cela représente l’espoir qu’un jour, la technologie permettrait de détecter des planètes «rocheuses» (comme Vénus, la Terre et Mars).

À présent que les astronomes sont bel et bien rendus là, l’attention se déplace vers des indices qui distinguent la Terre de ses collègues rocheuses: l’atmosphère, mais surtout l’eau.

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Le soleil du système TRAPPIST vu d’une de ses planètes les plus proches: une scène imaginaire que la NASA veut confirmer au cours des prochaines années.

Les deux nouvelles exoplanètes rocheuses

La planète appelée TOI-700 c se trouve à 102 années-lumière. En 2020, trois autres planètes avaient déjà été détectées en orbite autour de l’étoile TOI-700. La plus éloignée, qui fait à peine 1,1 fois la Terre, se trouve elle aussi dans la zone habitable.

La planète appelée LHS-475 b se trouve à 41 années-lumière. Elle fait presque exactement (99 %) le diamètre de la Terre.

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Toutes deux tournent autour d’une naine rouge, une étoile plus petite et plus froide que notre Soleil.

La température désavantage toutefois LHS-475 b. Vu la distance de son étoile et la chaleur émise par celle-ci, cette planète aurait une température de quelques centaines de degrés Celsius, ce qui pourrait en faire une cousine de Vénus (température moyenne: 450 degrés).

Elle est censée être à nouveau observée par JW cet été.

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