{"id":103990,"date":"2023-09-25T15:36:19","date_gmt":"2023-09-25T19:36:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ubishops.ca\/study-of-exoplanet-trappist-1-b-reveals-new-insights-into-its-atmosphere-and-star\/"},"modified":"2023-09-25T15:50:40","modified_gmt":"2023-09-25T19:50:40","slug":"study-of-exoplanet-trappist-1-b-reveals-new-insights-into-its-atmosphere-and-star","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ubishops.ca\/fr\/study-of-exoplanet-trappist-1-b-reveals-new-insights-into-its-atmosphere-and-star\/","title":{"rendered":"Une \u00e9tude de l’exoplan\u00e8te TRAPPIST-1 b d\u00e9voile de nouveaux d\u00e9tails sur son atmosph\u00e8re et son \u00e9toile"},"content":{"rendered":"

L’interaction complexe entre l’activit\u00e9 stellaire et les caract\u00e9ristiques des exoplan\u00e8tes est r\u00e9v\u00e9l\u00e9e dans une \u00e9tude cosign\u00e9e par Jason Rowe, professeur \u00e0 l’Universit\u00e9 Bishop\u2019s<\/h2>\n
\"TRAPPIST-1
Image par Beno\u00eet Gougeon, Universit\u00e9 de Montr\u00e9al<\/figcaption><\/figure>\n

Une \u00e9quipe d’astronomes a fait une avanc\u00e9e importante dans notre compr\u00e9hension de l’intrigant syst\u00e8me exoplan\u00e9taire TRAPPIST-1. Leurs recherches ont non seulement permis de mieux comprendre la nature de TRAPPIST-1 b, l’exoplan\u00e8te qui orbite le plus pr\u00e8s de l’\u00e9toile du syst\u00e8me, mais elles ont \u00e9galement montr\u00e9 l’importance des \u00e9toiles parentes dans l’\u00e9tude des exoplan\u00e8tes. Les r\u00e9sultats, publi\u00e9s aujourd’hui dans la revue Astrophysical Journal Letters<\/em>, mettent en lumi\u00e8re l’interaction complexe entre l’activit\u00e9 stellaire et les caract\u00e9ristiques des exoplan\u00e8tes.<\/p>\n

Cette repr\u00e9sentation artistique de l’\u00e9toile naine rouge TRAPPIST-1 met en \u00e9vidence sa nature tr\u00e8s active. L’\u00e9toile semble avoir de nombreuses taches stellaires (des r\u00e9gions plus froides de sa surface, semblables aux taches solaires) et des \u00e9ruptions. L’exoplan\u00e8te TRAPPIST-1 b, la plan\u00e8te la plus proche de l’\u00e9toile du syst\u00e8me, est visible au premier plan, sans atmosph\u00e8re apparente. L’exoplan\u00e8te TRAPPIST-1 g, l’une des plan\u00e8tes de la zone habitable du syst\u00e8me, est visible \u00e0 l’arri\u00e8re-plan, \u00e0 droite de l’\u00e9toile. Le syst\u00e8me TRAPPIST-1 contient sept exoplan\u00e8tes de tailles semblables \u00e0 celle de la Terre. (Cr\u00e9dit : Beno\u00eet Gougeon, Universit\u00e9 de Montr\u00e9al)<\/p>\n

Un syst\u00e8me exoplan\u00e9taire prometteur<\/h3>\n

TRAPPIST-1, une \u00e9toile beaucoup plus petite et plus froide que notre Soleil situ\u00e9e \u00e0 environ 40 ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Terre, attire l’attention des scientifiques et des amateurs de l’espace depuis la d\u00e9couverte de ses sept exoplan\u00e8tes de la taille de la Terre en 2016. Ces mondes, tous tr\u00e8s rapproch\u00e9s de leur \u00e9toile et dont trois se trouvent dans sa zone habitable, ont aliment\u00e9 l’espoir de trouver des conditions potentiellement habitables au-del\u00e0 de notre Syst\u00e8me solaire.<\/p>\n

Une \u00e9quipe de recherche, dirig\u00e9e par Olivia Lim de l’Institut Trottier de recherche sur les exoplan\u00e8tes (iREx) de l’Universit\u00e9 de Montr\u00e9al (UdeM), a utilis\u00e9 le puissant t\u00e9lescope spatial James Webb (JWST) pour observer l’exoplan\u00e8te TRAPPIST-1 b. Ces observations ont \u00e9t\u00e9 recueillies dans le cadre du plus important programme d’observateurs g\u00e9n\u00e9raux (GO) dirig\u00e9 par le Canada au cours de la premi\u00e8re ann\u00e9e d’exploitation du JWST. Ce programme comprenait \u00e9galement l’observation de trois autres plan\u00e8tes du syst\u00e8me, TRAPPIST-1 c, g et h. TRAPPIST-1 b a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9e lors de deux transits, c\u2019est-\u00e0-dire le moment o\u00f9 la plan\u00e8te passe devant son \u00e9toile, \u00e0 l’aide de l’instrument canadien NIRISS \u00e0 bord du JWST.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Il s’agit des toutes premi\u00e8res observations spectroscopiques d’une plan\u00e8te de TRAPPIST-1 obtenues par le JWST, et nous les attendions depuis des ann\u00e9es!\u00a0\u00bb, s’exclame Olivia Lim, chercheuse principale de cet important programme GO.<\/p>\n

L’\u00e9tude a utilis\u00e9 la technique de la spectroscopie de transmission pour obtenir des informations importantes sur les propri\u00e9t\u00e9s de ce monde lointain. En analysant la lumi\u00e8re de l’\u00e9toile centrale apr\u00e8s qu’elle ait travers\u00e9 l’atmosph\u00e8re de l’exoplan\u00e8te lors d’un transit, les astronomes peuvent voir l’empreinte unique laiss\u00e9e par les mol\u00e9cules et les atomes pr\u00e9sents dans cette atmosph\u00e8re.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Il ne s’agit que d’un petit sous-ensemble des nombreuses observations de ce syst\u00e8me plan\u00e9taire unique qui doivent encore \u00eatre r\u00e9alis\u00e9es et analys\u00e9es\u00a0\u00bb, ajoute Ren\u00e9 Doyon, chercheur principal de l’instrument NIRISS et co-auteur de l’\u00e9tude. \u00ab\u00a0Ces premi\u00e8res observations mettent en \u00e9vidence la puissance de NIRISS et du JWST en g\u00e9n\u00e9ral pour sonder les atmosph\u00e8res minces autour des plan\u00e8tes rocheuses\u00a0\u00bb.<\/p>\n

Conna\u00eetre son \u00e9toile, conna\u00eetre sa plan\u00e8te<\/h3>\n

La principale conclusion de l’\u00e9tude est l’impact significatif de l’activit\u00e9 et de la contamination stellaires lorsqu’il s’agit de d\u00e9terminer la nature d’une exoplan\u00e8te. La contamination stellaire d\u00e9signe l’influence des caract\u00e9ristiques propres \u00e0 l’\u00e9toile, telles que les taches sombres et les plages brillantes (nomm\u00e9es \u201cfacules\u201d), sur les mesures de l’atmosph\u00e8re de l’exoplan\u00e8te.<\/p>\n

L’\u00e9quipe a trouv\u00e9 des preuves irr\u00e9futables que la contamination stellaire est un facteur incontournable dans l\u2019analyse des spectres de transmission de TRAPPIST-1 b et, sans doute, des autres plan\u00e8tes du syst\u00e8me. L’activit\u00e9 de l’\u00e9toile centrale peut cr\u00e9er des \u00ab\u00a0signaux fant\u00f4mes\u00a0\u00bb qui peuvent tromper l’observateur en lui faisant croire qu’il a d\u00e9tect\u00e9 une mol\u00e9cule particuli\u00e8re dans l’atmosph\u00e8re de l’exoplan\u00e8te. Ce r\u00e9sultat souligne l’importance de prendre en compte la contamination stellaire lors de la planification des futures observations de tous les syst\u00e8mes exoplan\u00e9taires. Ceci est particuli\u00e8rement vrai pour les syst\u00e8mes comme TRAPPIST-1, puisque le syst\u00e8me est centr\u00e9 autour d’une \u00e9toile naine rouge qui peut \u00eatre particuli\u00e8rement active avec des taches stellaires et des \u00e9ruptions fr\u00e9quentes.<\/p>\n

\u00ab\u00a0En plus de la contamination par les taches stellaires et les facules, nous avons observ\u00e9 une \u00e9ruption stellaire, un \u00e9v\u00e9nement impr\u00e9visible au cours duquel l’\u00e9toile devient plus brillante pendant plusieurs minutes ou plusieurs heures\u00a0\u00bb, explique Olivia Lim. \u00ab\u00a0Cette \u00e9ruption a affect\u00e9 notre mesure de la quantit\u00e9 de lumi\u00e8re bloqu\u00e9e par la plan\u00e8te. De telles signatures de l’activit\u00e9 stellaire sont difficiles \u00e0 mod\u00e9liser, mais nous devons en tenir compte pour \u00eatre s\u00fbrs d’interpr\u00e9ter correctement les donn\u00e9es.\u00a0\u00bb<\/p>\n

Pas d’atmosph\u00e8re significative sur TRAPPIST-1 b<\/h3>\n

Si les sept plan\u00e8tes de TRAPPIST-1 ont \u00e9t\u00e9 des candidates s\u00e9duisantes dans la recherche d’une Terre 2.0, une exoplan\u00e8te semblable \u00e0 notre Terre, la proximit\u00e9 de TRAPPIST-1 b avec son \u00e9toile signifie qu’elle se trouve dans des conditions plus difficiles que ses consoeurs. Elle re\u00e7oit quatre fois plus de rayonnement stellaire que la Terre et sa temp\u00e9rature de surface se situe entre 120 et 220 degr\u00e9s Celsius. Cependant, si TRAPPIST-1 b avait une atmosph\u00e8re, elle serait la plus facile \u00e0 d\u00e9tecter et \u00e0 caract\u00e9riser de toutes les cibles du syst\u00e8me. TRAPPIST-1 b \u00e9tant la plan\u00e8te la plus proche de son \u00e9toile et donc la plus chaude du syst\u00e8me, son transit cr\u00e9e un signal plus fort. Tous ces facteurs font de TRAPPIST-1 b une cible d’observation importante, mais posant un d\u00e9fi consid\u00e9rable.<\/p>\n

Pour tenir compte de l’impact de la contamination stellaire, l’\u00e9quipe a proc\u00e9d\u00e9 \u00e0 deux extractions atmosph\u00e9riques ind\u00e9pendantes, soit des techniques permettant de d\u00e9terminer le type d’atmosph\u00e8re pr\u00e9sent sur TRAPPIST-1 b sur la base des observations. Dans la premi\u00e8re approche, la contamination stellaire a \u00e9t\u00e9 supprim\u00e9e des donn\u00e9es avant leur analyse. Dans la seconde approche, la contamination stellaire et l’atmosph\u00e8re plan\u00e9taire ont \u00e9t\u00e9 mod\u00e9lis\u00e9es et ajust\u00e9es simultan\u00e9ment. Dans les deux cas, les r\u00e9sultats ont indiqu\u00e9 que les spectres de TRAPPIST-1 b pouvaient bien correspondre \u00e0 la contamination stellaire mod\u00e9lis\u00e9e sans autres facteurs. Cela sugg\u00e8re qu’il n’y a pas de preuve d’une atmosph\u00e8re significative sur la plan\u00e8te. Un tel r\u00e9sultat est fondamental, car il indique aux astronomes quels types d’atmosph\u00e8res sont incompatibles avec les donn\u00e9es observ\u00e9es.<\/p>\n

Sur la base des observations recueillies par le JWST, Olivia Lim et son \u00e9quipe ont explor\u00e9 une s\u00e9rie de mod\u00e8les atmosph\u00e9riques pour TRAPPIST-1 b, en examinant diverses compositions et divers sc\u00e9narios possibles. Ils ont constat\u00e9 que les atmosph\u00e8res sans nuages et riches en hydrog\u00e8ne \u00e9taient exclues avec un degr\u00e9 de confiance \u00e9lev\u00e9. Cela signifie qu’il ne semble pas y avoir d’atmosph\u00e8re claire et \u00e9tendue autour de TRAPPIST-1 b. Cependant, les donn\u00e9es n’ont pas permis d’exclure avec certitude des atmosph\u00e8res plus fines, telles que celles compos\u00e9es d’eau pure, de dioxyde de carbone ou de m\u00e9thane, ni une atmosph\u00e8re similaire \u00e0 celle de Titan, une lune de Saturne et la seule lune du Syst\u00e8me solaire \u00e0 poss\u00e9der sa propre atmosph\u00e8re. Ces r\u00e9sultats correspondent bien avec ceux des observations pr\u00e9c\u00e9dentes de TRAPPIST-1 b (photom\u00e9triques, et non spectroscopiques) effectu\u00e9es par le JWST (Greene, et al.<\/a> et Ih, et al.<\/a>) \u00e0 l’aide de l’instrument MIRI. En outre, l’\u00e9tude a prouv\u00e9 que l’instrument canadien NIRISS est un outil tr\u00e8s performant et sensible, capable de sonder les atmosph\u00e8res des exoplan\u00e8tes de la taille de la Terre \u00e0 des niveaux impressionnants.<\/p>\n

Les nouvelles connaissances acquises gr\u00e2ce \u00e0 cette \u00e9tude ont permis aux scientifiques d’approfondir leur compr\u00e9hension du syst\u00e8me TRAPPIST-1 et de souligner la n\u00e9cessit\u00e9 d’effectuer davantage d’observations et de recherches approfondies qui tiennent compte \u00e0 la fois de la contamination stellaire et de l’atmosph\u00e8re des plan\u00e8tes. Alors que les astronomes continuent d’explorer les vastes \u00e9tendues de l’espace, ces r\u00e9sultats guideront les futurs programmes d’observation du JWST et d’autres missions, et contribueront \u00e0 une meilleure compr\u00e9hension des atmosph\u00e8res exoplan\u00e9taires et de leur habitabilit\u00e9 potentielle.<\/p>\n

\u00c0 propos de l\u2019\u00e9tude<\/h3>\n

L\u2019article \u201cAtmospheric Reconnaissance of TRAPPIST-1 b with JWST\/NIRISS: Evidence for Strong Stellar Contamination in the Transmission Spectra\u201d<\/em> a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9 dans la revue Astrophysical Journal Letters<\/em> le 22 septembre 2023. L’auteure principale est Olivia Lim, doctorante \u00e0 l’Institut Trottier de recherche sur les exoplan\u00e8tes de l’Universit\u00e9 de Montr\u00e9al (UdeM). Les autres chercheurs de l’iREx qui ont contribu\u00e9 \u00e0 cet article sont Bj\u00f6rn Benneke (UdeM), Ren\u00e9 Doyon (UdeM), Caroline Piaulet (UdeM), \u00c9tienne Artigau (UdeM), Louis-Philippe Coulombe (UdeM), Michael Radica (UdeM), Alexandrine L’Heureux (UdeM), Lo\u00efc Albert (UdeM), Salma Salhi (UdeM et Universit\u00e9 de Calgary), Pierre-Alexis Roy (UdeM), Marylou Fournier-Tondreau (UdeM), Jake Taylor (UdeM et Universit\u00e9 d’Oxford), Neil Cook (UdeM), David Lafreni\u00e8re (UdeM), Nicolas Cowan (Universit\u00e9 McGill), Jason Rowe (Universit\u00e9 Bishop’s), Lisa Dang (UdeM), et Antoine Darveau-Bernier (UdeM). D’autres contributeurs sont bas\u00e9s \u00e0 l’Universit\u00e9 du Michigan, au MIT, \u00e0 l’Universit\u00e9 Cornell, au STScI, et \u00e0 l’Universit\u00e9 Johns Hopkins.<\/p>\n

Pour en savoir plus<\/strong><\/p>\n

Article scientifique sur ApJL<\/a><\/p>\n

Article scientifique sur arXiv<\/a><\/p>\n

-30-<\/p>\n

Source :<\/strong>
\nUniversit\u00e9 de Montr\u00e9al<\/p>\n

REQU\u00caTES M\u00c9DIA :<\/strong>
\nSonia Patenaude
\nGestionnaire des communications | Universit\u00e9 Bishop\u2019s
\n819 822-9600 poste 2617 | sonia.patenaude@ubishops.ca<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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