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La lumière d'une planète cousine de la Terre détectée pour la première fois grâce à Webb


​Une équipe de chercheurs de la NASA, de l’Université de Californie à Santa Cruz (UCSC) et du CEA a détecté avec succès de la lumière provenant de Trappist-1b, une exoplanète rocheuse tempérée. C’est la première fois au monde qu’une émission lumineuse d’une exoplanète rocheuse et tempérée est détectée. Cette détection a eu lieu grâce à l'imageur Mirim, conçu par le CEA et embarqué dans le télescope spatial Webb. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature du 27 mars 2023.

Publié le 27 mars 2023

​Mirim est le seul imageur du télescope spatial Webb à observer dans l'infrarouge moyen, des longueurs d'onde particulièrement adaptées pour capter la faible lueur émise par des exoplanètes, planètes en dehors de notre système solaire, et détecter des composants de leur atmosphère ou de leur surface.

Mirim est en effet capable d’observer une faible variation de lumière due à l’absence d’émission thermique de telles planètes lorsque la planète est cachée derrière son étoile. En comparant la lumière avant et pendant cette occultation, les scientifiques en déduisent la part émise par la planète.

Pour la première fois au monde, une équipe de chercheurs de la NASA, de l’Université de Californie à Santa Cruz (UCSC) et du CEA a détecté avec succès de la lumière provenant de l’exoplanète Trappist-1b, une exoplanète rocheuse tempérée, cousine de la Terre et la plus proche de l’étoile Trappist-1.

Vue d'artiste de l'exoplanète Trappist 1-b et de son étoile.

Vue d'artiste de l'exoplanète Trappist 1-b et de son étoile. © NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)


L'analyse de cette lumière montre que TRAPPIST-1b n'a probablement pas d'atmosphère


Les données de Mirim révèlent deux informations qui pointent vers une absence d'atmosphère sur Trappist-1b.

  • L'observation a permis de mesurer la température à la surface de la planète. Celle-ci, d’environ 230°C côté jour, suggère qu'il n'y a pas de redistribution de la chaleur sur l'ensemble de la planète, rôle assuré par une atmosphère.

  • De plus, la mesure de température de la planète à cette longueur d’onde semble indiquer l’absence spécifique d’une atmosphère riche en CO2 autour de Trappist-1 b. En effet, si cette atmosphère contenait une quantité importante de CO2, elle émettrait encore moins de lumière à la longueur d’onde observée et semblerait encore plus froide.


Ces résultats ouvrent des perspectives très prometteuses pour l'étude des autres planètes situées dans la "zone habitable" du système Trappist-1, où les conditions sont plus favorables à l'apparition de la vie telle que nous la connaissons sur Terre.

Si les performances de Mirim avaient été entièrement validées depuis les premières images de Webb, l'été dernier, cette observation confirme son intérêt pour l'étude de l’émission thermique des exoplanètes afin d’étudier leur atmosphère et leur surface. De nouvelles observations de cette planète et du reste du système Trappist-1 sont en cours.

Fourni par le CEA, qui a acquis une expertise étendue dans les capteurs dans le domaine de l’infrarouge, Mirim est une des contributions majeures de l’Europe au télescope spatial James Webb.

Modèle de vol de Mirim à Saclay, en 2007

Modèle de vol de Mirim à Saclay, en 2007 © © L. Godart / CEA


Pour Elsa Ducrot, astrophysicienne au CEA qui étudie le système Trappist-1 depuis six ans et co-signataire de la publication, Il n’a fallu que 25 h d’observation avec le télescope spatial Webb pour observer l’éclipse secondaire de Trappist-1 , alors que des centaines d’heures avec le télescope Spitzer n’avaient pas suffi ! Avec Webb nous entrons enfin dans le régime des planètes rocheuses tempérées, c’est une nouvelle ère pour l’exoplanétologie ».


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