Exoplanètes : on cherche maintenant de l’atmosphère

L’annonce cette semaine de la mise à la retraite du télescope spatial Kepler a marqué la fin d’une époque — une explosion de découvertes de planètes tournant autour d’étoiles autres que notre Soleil — mais surtout le début d’une autre: les successeurs de Kepler détermineront si oui ou non il y a de l’atmosphère autour de certaines de ces planètes, et peut-être même de la vie.

Des  milliers de planètes

En moins de 10 ans, Kepler aura contribué à la découverte de près de 2700 planètes «confirmées» et plus de 2400 «en attente de confirmation» — deux chiffres qui sont voués à changer à mesure que les chercheurs achèveront d’éplucher les montagnes de données.

À titre de comparaison, au moment de son lancement, en mars 2009, le total de planètes extrasolaires, ou exoplanètes, tournait officiellement autour de 500. Et la découverte des toutes premières ne remonte qu’à 1995. Le 30 octobre, la NASA annonçait officiellement qu’elle mettait fin à la mission Kepler, après épuisement de son carburant.

Trois successeurs de Kepler

Mais la nouvelle était prévisible, et il y a des années que les successeurs sont connus :

– le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS); lancé en avril 2018, il est le véritable successeur de Kepler, conçu pour observer 200 000 étoiles, dont un grand nombre de naines rouges, autour desquelles ont été détectées un nombre inattendu de ces planètes «similaires à la Terre»;

– Speculoos, un réseau de quatre télescopes terrestres basés au Chili; en service depuis décembre 2017, leur mission est de détecter des «transits», c’est-à-dire ce moment où la planète passe directement devant son étoile, occultant légèrement sa luminosité; un transit offre du coup une meilleure chance de détecter une atmosphère, s’il y en a une;

– et le télescope spatial James-Webb; prévu depuis longtemps comme successeur du télescope Hubble, son lancement est pour l’instant annoncé pour 2021; bien que ce ne soit pas sa mission première, des calculs récents assurent qu’il pourrait être capable de détecter une atmosphère autour des petites planètes tournant autour de certaines naines rouges.

Pas de photo

Il faut rappeler que de «découvrir» une exoplanète a signifié jusqu’ici, dans la grande majorité des cas, qu’on a détecté indirectement sa présence: c’est-à-dire l’influence gravitationnelle qu’elle exerce sur son étoile, ce qui permet de déduire sa masse et la distance à laquelle elle tourne autour de cette étoile.

On est encore très loin, dans la quasi-totalité des cas, de pouvoir présenter une photo.

Zone habitable

La majorité des 500 premières, de 1995 jusqu’aux années 2010, ont donc été des planètes géantes. Avec Kepler, se sont glissées une trentaine de planètes «de taille similaire à la Terre». Dont quelques-unes situées à la bonne distance de leur étoile pour recevoir l’étiquette magique «située dans la zone habitable».

Mais pour aller plus loin, il faudra détecter si elles ont une atmosphère, et si oui, de quoi celle-ci est constituée. Et idéalement, si elle contient de la vapeur d’eau.

Petites étoiles

Speculoos et James-Webb en seraient théoriquement capables, parce que l’intrusion des naines rouges dans l’équation, qui n’était pas prévue il y a 20 ans, leur facilite un peu la tâche: plus l’étoile est petite, moins la planète met du temps à accomplir une orbite, ce qui multiplie les opportunités pour l’observer.

Avec toutefois un bémol, ont prévenu ces deux dernières années certains astronomes: pour être dans la «zone habitable» autour d’une naine rouge, la planète doit avoir une orbite très rapprochée, ce qui l’expose à un cocktail de radiations qui pourrait bien être mortel.