Un an après, que savons-nous de TRAPPIST-1 ?


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Il y a tout juste un an, le 22 février 2017, lors d’une conférence de presse aux quartiers généraux de la NASA, une équipe internationale de chercheurs révélait l’existence d’un système exoplanétaire unique, composé de sept planètes orbitant autour d’une petite étoile proche. Baptisé TRAPPIST-1, ce système allait enflammer le Web, les médias, mais surtout la communauté scientifique. Découvert quelques mois auparavant par des chercheurs de l’Université de Liège, emmenés par l’astronome Michaël Gillon, TRAPPIST-1 est vite devenu une référence dans l’étude des systèmes exoplanétaires.  Retour sur une découverte scientifique majeure.

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l y a 30 ans, l’étude de planètes en dehors du système solaire était l’apanage des écrivains de science fiction. Ce n'est qu'en 1995 que Michel Mayor et Didier Queloz, astrophysiciens à l'Observatoire de Genève, ouvrent la voie à la discipline en annonçant la découverte de 51 Pegasi b, le premier objet de masse planétaire en orbite autour d'une étoile. Depuis, des milliers d’exoplanètes ont été détectées par des astronomes du monde entier.

Michaël Gillon, astronome à l’Université de Liège et qui a effectué un séjour post-doctoral au sein du groupe de Mayor et Queloz à l’Observatoire de Genève, fait partie de ces chasseurs d’exoplanètes.  En 2009, il décide de se lancer, avec son collègue Emmanuël Jehin du laboratoire OrCa (STAR Research Institute), dans un nouveau projet scientifique dédié à l’étude des exoplanètes (domaine de recherche de Michaël Gillon) et des comètes (domaine de recherche d'Emmanuël Jehin). Les scientifiques liégeois vont rapidement trouver un soutien financier auprès de l’Université de Liège et du F.R.S-FNRS – le fonds national belge pour la recherche scientifique – pour mettre ce projet sur pieds. Ils lui trouveront un nom bien belge : TRAPPIST - pour TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope. Ce projet consistait à l’origine en un seul télescope robotique de 60 cm (TRAPPIST-Sud) installé en 2010 à l'Observatoire Européen de La Silla, au Chili. En 2016, les deux astronomes et leur équipe installent un deuxième télescope - TRAPPIST-Nord - au sein de l’Observatoire de l’Oukaïmeden au Maroc, pour étendre le projet à l'hémisphère boréal.

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TRAPPIST-Nord : inauguration d'un télescope liégeois dans l'Atlas Marocain

Trappist-Nord, le petite frère de Trappist-Sud (La Silla, Chili) est inauguré à l'Observatoire de l'OukaImeden, au Maroc.

2MASS J23062928-0502285 alias TRAPPIST-1

C’est en utilisant la méthode des transits que les chercheurs vont détecter en septembre 2015 des signaux d’origine planétaire sur 2MASS J23062928-0502285, une petite étoile appartenant à la classe des « naines ultrafroides », et située à 40 années lumières de notre Terre, dans la constellation du Verseau. Rapidement rebaptisée TRAPPIST-1, cette étoile à peine plus grande que Jupiter, va s’avérer être l’hôte d’un système planétaire composé d’au moins 3 planètes de la taille de la Terre

Limités dans leur capacité d’observation du système avec les télescopes terrestres, les chercheurs vont faire appel à la NASA pour pouvoir disposer de temps d’observation sur les télescopes spatiaux Hubble, Spitzer et Kepler afin de disposer de plus d’informations et analyser le système sous toutes ses coutures. L’équipe de chercheurs va rapidement découvrir que ces planètes, bien que proches de leur hôte, ne sont pas soumises à des températures très élevées et pourraient, éventuellement, abriter de l'eau liquide sur une partie de leurs surfaces.

Une étoile, sept planètes rocheuses

Ces nouvelles observations vont surtout permettre aux scientifiques de découvrir dans les mois qui suivent que TRAPPIST-1 n’est pas seulement composé de 3 planètes, mais que le système est bien plus riche que ce que l’on envisageait. C’est lors d’une conférence de presse internationale organisée aux quartiers généraux de la NASA à Washington que Michaël Gillon annoncera que le système abrite en fait 7 planètes, dont 3 se situeraient dans sa zone dite « habitable » (région autour de l'étoile où les conditions pourraient être favorables à l’existence de grandes quantités d’eau liquide, et donc peut-être, de vie).

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TRAPPIST-1 : Histoire d'une découverte

Avant de déboucher sur la découverte de 7 planètes telluriques, l'aventure autour du système TRAPPIST-1 a connu de nombreuses étapes.

La suite de l’histoire, nous la connaissons tous. Une conférence de presse retentissante, suivie par des millions de personnes aux quatre coins du monde. Des retombées inestimables pour les chercheurs qui se voient désormais interviewés par les médias de la planète et engagés dans de nouvelles collaborations scientifiques internationales.  Depuis, les données récoltées par les observations du système ont donné lieu à plus d’une centaine de publications scientifiques et autant de blogs et de papiers dans la presse spécialisée et grand public. ( Lire TRAPPIST-1 inspire les artistes aux quatre coins du monde)

Depuis le 22 février 2017, de nouvelles observations menées tant par les télescopes spatiaux que terrestres (notamment TRAPPIST  et SPECULOOS) ont permis aux chercheurs d’en apprendre encore plus sur le système qui possède à la fois le plus grand nombre de planètes telluriques et le plus grand nombre de mondes potentiellement habitables jamais découverts à ce jour. De l’architecture du système, en passant par la possible présence d’eau sur certaines planètes, TRAPPIST-1 se révèle chaque jour un peu plus.

Nous savons aujourd’hui que les planètes du système sont dépourvues d’atmosphères étendues riches en hydrogène, ce qui confirme leur nature tellurique, solide. « Nous connaissons également désormais beaucoup mieux l’étoile TRAPPIST-1 », souligne Valérie Van Grootel. « Grâce à de nouvelles observations et de nouveaux modèles d’étoiles développés à l’Université de Liège, nous avons pu affiner les propriétés de l’étoile comme sa distance, sa masse et son rayon. Or mieux on connaît l’étoile, mieux on peut connaître ses exoplanètes, car la plupart des propriétés d’une exoplanète ne sont mesurées que par rapport à celles de leur étoile-hôte ».

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TRAPPIST 1, un an après la découverte

A l'occasion du premier anniversaire de l'annonce de la découverte du système exoplanétaire composé du plus grand nombre de mondes potentiellement habitables, Michaël Gillon et Valérie Van Grootel reviennent sur les nouvelles informations dont on dispose et qui nous permettent aujourd'hui d'en savoir un peu plus sur TRAPPIST-1 et ses 7 planètes.

Et après ?

Les chercheurs attendent désormais avec impatience le lancement du télescope spatial James Webb, au printemps 2019, qui va permettre de récolter des données supplémentaires sur le système, mais surtout sur les atmosphères des planètes, ce qui pourrait confirmer la richesse en eau des planètes, révéler l’existence d’océans à leurs surfaces, voir la présence de vie sur une ou plusieurs de ces planètes. « Le James Webb nous permettra en effet d’étudier en détail les atmosphères de ces planètes, notamment de mesurer leurs compositions et d’y détecter d’éventuelles molécules d'origine biologique. », explique Michaël Gillon.

Mais d’ici-là, pas question de se croiser les bras, les observations via les télescopes spatiaux et terrestres vont continuer. « Nous avons également beaucoup d’espoir dans l’Observatoire SPECULOOS  (dont deux des quatres télescopes ont été financés par une bourse ERC européenne ) que nous sommes en train de construire au sein de l’Observatoire Européen Austral de Paranal au Chili et avec lequel nous allons surveiller des centaines d’étoiles naines froides semblables à TRAPPIST-1 pour découvrir de nouveaux systèmes planétaires ! », confie Emmanuël Jehin. Trois des quatre télescopes prévus sont d’ailleurs déjà installés et en opération. Ils se préparent à observer intensivement le système dès son retour dans le ciel chilien, au mois d’avril. C’est également le cas du télescope Spitzer de la NASA, dont les observations du système reprendront d’ici quelques jours. La passionnante étude de TRAPPIST-1 ne fait que commencer…

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De TRAPPIST à SPECULOOS

De retour de l'Observatoire Européen Austral de Paranal (ESO) au Chili, Michaël Gillon, Emmanuël Jehin et Julien de Wit viennent de commissionner le télescope Europa - le premier des quatre télescopes qui constitueront l'Observatoire Austral SPECULOOS qui cherchera bientôt des systèmes planétaires similaires à celui de TRAPPIST-1 autour d'un grand nombre d'étoiles ultrafroides proches.

Suivre les actualités TRAPPIST-1

Site Web officiel : www.trappist.one

Suivre l’actualité de TRAPPIST-1 sur Facebook : www.facebook.com/TRAPPIST1Official

Contacts

STAR Research Institute  - www.star.uliege.be

Michaël Gillon - Michael.Gillon@uliege.be

Emmanuël Jehin - ejehin@uliege.be

Valérie Van Grootel - Valerie.VanGrootel@uliege.be

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