Une équipe d’astronomes menée par l’Université Harvard a annoncé la première détection d’une atmosphère autour d’une planète rocheuse semblable à la Terre qui orbite dans la zone habitable d’une autre étoile. Cette planète s’appelle LHS 1140 b, elle se trouve à environ 48 années-lumière du Système solaire et l’étude qui la décrit a été publiée dans la revue Science. C’est l’indice le plus solide, à ce jour, que des mondes dont la température et la composition ressemblent à celles de la Terre puissent exister et conserver une enveloppe gazeuse au-delà de notre voisinage stellaire.
Qu’est-ce que LHS 1140 b
LHS 1140 b est une super-Terre : son rayon vaut environ 1,73 fois celui de notre planète et sa masse environ 5,6 fois celle de la Terre. Elle tourne autour d’une naine rouge, une étoile plus petite et plus froide que le Soleil, et se situe à l’intérieur de sa zone habitable, la bande où la température permettrait la présence d’eau liquide en surface. Les astronomes ont catalogué des milliers d’exoplanètes et quelques mondes rocheux dans les zones habitables de leurs étoiles, mais déterminer si ces planètes possèdent réellement une atmosphère restait une question ouverte.
Comment l’atmosphère a été détectée
Le premier auteur de l’étude, Collin Cherubim, docteur en sciences de la Terre et planétaires à Harvard, avait construit un modèle théorique selon lequel LHS 1140 b devait posséder une haute atmosphère riche en hélium, un gaz qui s’échappe lentement vers l’espace. Pour vérifier cette prédiction, l’équipe a utilisé le spectrographe WINERED (Warm Infrared Echelle) installé sur le télescope Magellan de l’Observatoire de Las Campanas, au Chili.
Les astronomes ont profité d’un rare alignement : la même nuit, deux planètes sont passées devant l’étoile. L’une d’elles ne montrait aucun signe d’atmosphère, tandis qu’autour de LHS 1140 b on voyait l’hélium s’échapper, la signature qui confirme la présence de l’enveloppe gazeuse. « C’est la première fois que quelqu’un trouve une atmosphère sur une planète rocheuse dans la zone habitable d’une autre étoile », a expliqué Cherubim.
Pourquoi cette découverte compte dans la recherche de la vie
« Une atmosphère est essentielle pour qu’une planète puisse abriter la vie telle que nous la connaissons », a ajouté Cherubim. Le co-directeur de thèse David Charbonneau, à la tête du département d’astronomie de Harvard, était d’abord sceptique, car la proposition découlait d’un calcul mathématique jamais vérifié auparavant pour un monde rocheux. Les données l’ont convaincu : la détection, a-t-il dit, s’est révélée « statistiquement des plus solides ». Selon l’équipe, l’atmosphère de LHS 1140 b a probablement survécu pendant plus de trois milliards d’années, un détail qui en fait une cible précieuse pour les observations futures.
Robin Wordsworth, professeur à Harvard et autre directeur de thèse de Cherubim, a résumé le parcours de la recherche : « Il y a vingt ans, nous nous demandions s’il existait d’autres planètes de type terrestre. Puis nous avons appris qu’elles sont fréquentes et nous en avons trouvé quelques-unes dans la zone habitable. La question suivante était de savoir si l’une d’elles avait réussi à garder une atmosphère. Nous savons désormais qu’au moins une y est parvenue. »
Les prochaines étapes
Le résultat ouvre aussi une voie nouvelle : les observations depuis le sol qui recherchent des gaz en fuite pourraient devenir un outil important pour étudier les atmosphères des planètes rocheuses, en complément des instruments spatiaux. Cherubim veut maintenant déterminer la composition complète de l’atmosphère et comprendre si la planète possède des océans en surface ou d’autres caractéristiques liées à l’habitabilité. Son modèle servira par ailleurs à chercher des mondes semblables. Dans les prochaines années, ce sera aussi au télescope spatial James Webb de rechercher des traces d’eau dans l’atmosphère de la planète.
Cette découverte s’ajoute à une saison riche en résultats pour l’astronomie : des nouvelles détections d’ondes gravitationnelles du catalogue LIGO-Virgo-KAGRA aux exoplanètes moins denses que la barbe à papa, jusqu’à la mission chinoise Tianwen-2 vers la quasi-lune Kamoʻoalewa. Le communiqué officiel est disponible sur le site du Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian.
Pour approfondir le sujet des exoplanètes et de la recherche de vie dans l’univers, vous pouvez jeter un œil à quelques ouvrages de vulgarisation astronomique consacrés à la question.