Découvert en 2017, le système TRAPPIST-1, situé à 40 années-lumière, est composé d’au moins sept planètes rocheuses de taille comparable à la Terre orbitant autour d’une petite étoile de type « naine rouge ». Parmi ces sept planètes, quatre reçoivent une quantité d’énergie leur permettant, en théorie, d’abriter de l’eau liquide à leur surface, un critère clé dans la recherche de vie ailleurs dans l’Univers !

Depuis son lancement, le JWST a entrepris d’observer les planètes de ce système afin de détecter d’éventuelles atmosphères. Les premières observations ont porté sur les planètes les plus proches de l’étoile, TRAPPIST-1b et c. Elles ont permis de mesurer leur température et de rejeter la présence de certaines atmosphères denses similaires à celle de Vénus et de la Terre.

Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont pour la première fois utilisé l’instrument NIRSpec du JWST pour observer les spectres de transit de TRAPPIST-1d. C’est la troisième planète en partant de l’étoile et recevant l’insolation la plus semblable à celle de la Terre. L’objectif était de détecter les signatures spectrales d’une éventuelle atmosphère.

Artistic rendition of TRAPPIST-1 d passing in front of its turbulent star, with other members of the closely packed system shown in the background. © NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted

Ce travail a été rendu particulièrement difficile par l’activité de l’étoile TRAPPIST-1. Comme beaucoup de naines rouges, l’étoile est sujette à des variations de luminosité (dues notamment à la présence de tâches) qui peuvent « contaminer » le signal observé complexifiant ainsi l’identification de la véritable contribution de la planète.

Les observations menées n’ont révélé aucune signature claire de molécules caractéristiques d’une atmosphère dense (atmosphère terrestre) telles que la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone ou encore le méthane. Cette absence de signale suggère que TRAPPIST-1d est soit dépourvue d’atmosphère, soit enveloppée d’une atmosphère extrêmement ténue (à l’image de Mars) ou recouverte de nuages épais en haute altitude comme sur Vénus.

Ce résultat marque une étape majeure : c’est la première fois que le JWST permet d’examiner de manière aussi fine une planète tempérée et rocheuse en dehors du système solaire. De nouvelles observations sont en cours d’analyse pour les planètes plus éloignées de TRAPPIST-1. En raison de leur éloignement du système et de leur gravité plus élevée elles pourraient avoir mieux conservé leur atmosphère.

Ces recherches s’inscrivent dans l’objectif de mieux comprendre les conditions nécessaires à l’émergence de mondes habitables et affinent notre vision de la diversité des exoplanètes rocheuses dans l’Univers.

Pour en savoir plus

Référence
Caroline Piaulet-Ghorayeb et al., Strict Limits on Potential Secondary Atmospheres on the Temperate Rocky Exo-Earth TRAPPIST-1 d, 2025 ApJ 989 181

Contact
Martin Turbet, Laboratoire de météorologie dynamique (LMD-IPSL) •

Source : CNRS Terre & Univers.