Une équipe de chercheurs de la NASA, de l'UC Santa Cruz et du CEA-Irfu a détecté de la lumière provenant de Trappist-1b, une exoplanète rocheuse tempérée. Il s'agit de la première observation au monde de l'émission lumineuse de ce type de planète, aussi petite et froide. Les mesures effectuées se sont basées sur l'émission thermique de Trappist-1b dans le moyen infrarouge que seuls l'instrument Miri du James Webb et son imageur Mirim fourni par l'Irfu sont capables de détecter. Résultat : la température de la face exposée à l'étoile Trappist-1 est de 500 kelvins, soit environ 230°C, ce qui suggère une absence d'atmosphère.
De précédentes observations de Trappist-1b, par les télescopes Hubble et Spitzer, n'avaient pas permis de conclure à l'absence d'atmosphère. L'une des pistes choisie par la mission scientifique pour réduire cette incertitude fut de mesurer la température de l'exoplanète. Et cela, en observant dans l'infrarouge moyen dont les longueurs d'onde sont adaptées pour capter la faible lueur émise par de telles planètes et ainsi détecter des composants de leur atmosphère ou de leur surface. C'est toute la prouesse de l'imageur Mirim de l'Irfu qui a acquis au fil des missions une expertise étendue dans ces capteurs. Les scientifiques ont ainsi pu détecter une faible variation de lumière due à l'absence d'émission thermique lorsque la planète s'éclipse derrière son étoile. Et en déduire alors la part émise, en comparant la lumière avant et pendant cette occultation.
Avec une atmosphère, Trappist-1b serait plus froide
« Cette planète est verrouillée par les marées, avec un côté faisant face à son étoile et l'autre en permanence dans l'obscurité. Si Trappist-1b avait une atmosphère, dont le rôle est notamment de redistribuer la chaleur sur l'ensemble de la planète, la température de la face exposée serait plus froide », indique Pierre-Olivier Lagage, astrophysicien à l'Irfu. De plus, les mesures semblent indiquer l'absence spécifique d'une atmosphère riche en CO2. En effet, si elle en contenait une quantité importante, la planète émettrait encore moins de lumière à la longueur d'onde observée.
« Il n'a fallu que 25 h avec le Webb pour observer l'éclipse secondaire de Trappist-1, alors que des centaines d'heures avec le télescope Spitzer n'avaient pas suffi ! Nous entrons enfin dans le régime des planètes rocheuses tempérées, c'est une nouvelle ère pour l'exoplanétologie », annonce Elsa Ducrot, post-doctorante à l'Irfu qui étudie le système stellaire Trappist-1 depuis six ans. Ces résultats ouvrent des perspectives très prometteuses pour l'étude des autres planètes situées dans la "zone habitable" de Trappist-1. Là où les conditions seraient plus favorables à l'apparition de la vie telle que nous la connaissons sur Terre.