Rechercher des atmosphères autour de planètes en dehors de notre système solaire, c’est rechercher une vie extraterrestre. L’astronome Sebastian Zieba a utilisé les données du télescope spatial James Webb pour étudier de petites exoplanètes rocheuses, mais n’a encore trouvé aucun extraterrestre. Cependant, ses découvertes restent très intéressantes pour de futures observations. Zieba a obtenu son diplôme avec distinction de l’Université de Leiden le 25 juin.
« Le Saint Graal est toujours de trouver des traces de vie », explique Zieba, affilié à l’Institut Max Planck d’astronomie (MPIA) d’Heidelberg et à l’Observatoire de Leiden. « Mais nous ne sommes pas encore en mesure de détecter directement une forme de vie. »
Nous devons déterminer quelles planètes autres que la Terre sont de bons hôtes pour l’atmosphère et, par extension, pour la vie. C’est ce que recouvrent les recherches de Sebastian : la recherche d’atmosphères autour d’exoplanètes rocheuses. Ce sont des planètes situées en dehors de notre système solaire, dont la taille est inférieure à deux fois le rayon de la Terre et dominées par la roche.
Planètes extrêmement chaudes
Pour détecter une éventuelle atmosphère autour d’une exoplanète, vous pourriez mesurer la température de la planète. Cela donne un aperçu du climat et du transport de chaleur. Zieba a utilisé cette technique en observant K2-141 b, une planète de lave incroyablement proche de son étoile hôte. En raison des forces gravitationnelles élevées entre la planète et l’étoile, cette planète montre toujours le même côté par rapport à son étoile hôte.
En conséquence, un côté est complètement fondu et l’autre côté est très froid. En raison des températures extrêmes, la roche commence à s’évaporer, ce qui peut créer une atmosphère de vapeur de roche. C’est pourquoi Zieba voulait étudier cette planète.
Une atmosphère pourrait redistribuer la chaleur du côté chaud vers le côté froid, la rendant légèrement moins froide côté nuit et moins chaude côté jour. Zieba déclare : « Ce à quoi nous avons essayé de répondre était la suivante : la planète est-elle vraiment chaude ou un peu plus froide que vraiment chaude ? Zieba a pu trouver des signes d’une atmosphère de vapeur de roche. Les nouvelles données du télescope spatial James Webb (JWST) devraient donner davantage d’informations sur ces types d’exoplanètes.
La jumelle de Vénus est une roche nue
Vous pouvez également étudier les spectres d’émission à la recherche de molécules spécifiques, suggérant la présence d’une atmosphère. Zieba a observé les spectres de TRAPPIST-1 c, une autre exoplanète rocheuse assez similaire à Vénus. « Cela nous a motivé à penser que l’atmosphère serait également similaire. »
Il a recherché des traces de dioxyde de carbone (CO2). Pourquoi le CO2 ?
« Le CO2 est partout. Toute activité sur une planète, comme le volcanisme, générerait une certaine quantité de CO2. Donc s’il y a une atmosphère, on s’attendrait à trouver une certaine quantité de CO2. Mais nous n’avons trouvé aucun CO2 sur cette planète. , » il dit. TRAPPIST-1 c est probablement une planète rocheuse nue et n’a rien à voir avec Vénus avec son épaisse atmosphère riche en CO2.
Travailler avec des données JWST
Zieba a commencé à utiliser Spitzer, un autre télescope infrarouge, mais au cours de son doctorat, il a pu utiliser les données du télescope spatial James Webb (JWST).
Il note : « Je me sens honoré d’appartenir à la première génération d’étudiants en doctorat qui ont la chance de travailler avec les données du JWST. »
De meilleurs télescopes pourraient permettre de poursuivre les recherches sur les atmosphères des exoplanètes.
« Ce serait génial de lancer dix JWST et de les coller ensuite ensemble », commente-t-il en plaisantant. Zieba a hâte de travailler avec JWST à l’avenir, ainsi qu’avec d’autres projets actuellement en construction (Extremely Large Telescope au Chili) ou en phase de conception (Habitable Worlds Observatory et la mission spatiale LIFE).
Il y a toujours quelque chose à apprendre
Même si aucune atmosphère n’a été détectée autour de l’une des exoplanètes observées, les recherches de Zieba sont néanmoins très utiles.
Il dit : « Si vous ne détectez pas une caractéristique dans un objet, comme une atmosphère, il est possible qu’elle n’existe pas, mais cela peut aussi être dû à un bruit supplémentaire, provenant soit de l’étoile, soit de votre instrument. nous en apprendrons toujours davantage pour nos observations futures, même si nous ne trouvons pas d’atmosphère ou un autre indice de vie. »