Idéalement placée à proximité d'une gentille naine rouge, la « superTerre » LHS 1140b, découverte avec des instruments terrestres, est une cible parfaite pour étudier son atmosphère, si elle en possède une, ce qui est très possible. L'astronome Xavier Bonfils, codécouvreur de cette exoplanète, nous explique tout son intérêt pour la recherche de biosignatures.

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    Récemment, les astronomesastronomes s'enthousiasmaient devant les 7 exoplanètes autour de Trappist-1, et la possibilité de découvrir une forme de vie extraterrestre. L'histoire continue avec la découverte par une équipe internationale d'astronomes d'une « superTerre », bonne candidate au titre de cible idéale pour la recherche de traces de vie au-delà du Système solaire.

    Baptisée LHS 1140b, elle décrit une orbite au sein de la zone habitable de son étoile, une naine rouge de type spectral M, à environ 40 années-lumièreannées-lumière de la Terre. Elle a été découverte au moyen de l'instrument Harps, de l'ESO à l'observatoire de La Silla, au Chili, et d'autres télescopestélescopes terrestres. L'observation vient de faire l'objet d'une publication dans Nature.

    « Cette exoplanète est la plus enthousiasmante de celles que j'ai observées au cours des dix dernières années », commente JasonJason Dittmann, du Centre d'astrophysiqueastrophysique Harvard-Smithson (Cambridge, États-Unis), auteur principal de l'étude. « Nous pouvions difficilement espérer découvrir meilleure candidate pour orienter l'une des plus grandes quêtes scientifiques, celle de traces de vie au-delà de la Terre », conclut-il. « C'est aussi l'une des plus importantes découvertes concernant les exoplanètes » tient à préciser Xavier Bonfils, chargé de recherche à l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (CNRS-Université Grenoble Alpes) et un des deux membres européens de l'équipe avec Xavier Delfosse. « Le système LHS 1140 pourrait se révéler comme une cible plus importante encore que Proxima b ou Trappist-1 pour la caractérisation à venir de planètes situées au sein de la zone habitable. Ce fut une année exceptionnelle pour les découvertes exoplanétaires ! » souligne ce dernier.

    Cette planète, en effet, plus grande et plus massive que la Terre, a probablement retenu une large part de son atmosphèreatmosphère. Mieux encore, un océan de magmamagma aurait pu couvrir sa surface des millions d'années durant et enrichir ainsi l'atmosphère en vapeur qui, une fois la jeune étoile calmée, se serait condensée en eau liquideliquide à la surface de la planète.

    Quant à son étoile, elle se trouve « actuellement dans une phase évolutive particulièrement favorable. LHS 1140 est animée d'une rotation plus lente et émet un rayonnement moins énergétique que d'autres étoiles semblables de faible massemasse », explique Nicola Astudillo-Defru de l'université de Genève, Suisse, par ailleurs membre de l'équipe. Enfin, cette planète « transite », c'est-à-dire que, vue de la Terre, elle passe devant son étoile, ce qui permet de préciser sa dimension et, un jour, d'étudier son atmosphère. Xavier Bonfils nous explique en détail tout l'intérêt de se focaliser sur cette exoplanète.

    L’âge de LHS1140b a été estimé à cinq milliards d’années et son diamètre est évalué à 1,4 fois celui de la Terre, soit près de 18.000 kilomètres. Avec une masse environ sept fois supérieure à celle de la Terre et une densité plus élevée, l’exoplanète est certainement constituée de roches et dotée d’un noyau de fer particulièrement dense. © C. Weiss, CFA

    L’âge de LHS1140b a été estimé à cinq milliards d’années et son diamètre est évalué à 1,4 fois celui de la Terre, soit près de 18.000 kilomètres. Avec une masse environ sept fois supérieure à celle de la Terre et une densité plus élevée, l’exoplanète est certainement constituée de roches et dotée d’un noyau de fer particulièrement dense. © C. Weiss, CFA

    Pourquoi cette exoplanète apparaît-elle comme la meilleure candidate pour la recherche de traces de vie ?

    Xavier Bonfils : On connaît déjà plusieurs planètes dans la zone habitable. Il y a par exemple Proxima CentauriProxima Centauri-b, de la masse de la Terre autour de l'étoile la plus proche du Système solaire. Ou encore les planètes autour de Trappist-1, de la taille de la Terre ou plus petites. Pour la planète que nous venons de découvrir, LHS 1140b, nous avons pu à la fois mesurer la masse et le rayon. Cela nous permet de dire que la planète est rocheuse alors que le doute subsiste pour les autres planètes en zone habitable détectées jusqu'ici. Ce n'est pas tout. LHS 1140 (l'étoile hôte) est peu active et la planète elle-même est plus massive que la Terre (environ 6,5 fois). L'atmosphère potentielle de cette planète est donc moins susceptible d'être érodée par les ventsvents stellaires en comparaison d'autres planètes orbitant autour d'étoiles du même type.

    D’où l’intérêt d’étudier son atmosphère ?

    Xavier Bonfils : Oui. Cette superTerre pourrait être la meilleure cible de futures observations destinées à étudier et caractériser son atmosphère, si elle existe. Comme c'est une planète qui transite, nous pourrons détecter son atmosphère et en mesurer la composition. Notez que cette orbite nous apparaît de profil depuis la Terre. Tous les 25 jours, l'exoplanète passe devant son étoile, bloquant une fraction de la lumière qui nous en parvient.

    À quelles traces de vie peut-on s’attendre ?

    Xavier Bonfils : Dans l'atmosphère de notre planète, la présence d'oxygèneoxygène moléculaire, ou dioxygène, (O2) s'explique par la vie. Hélas, détecter l'O2 dans l'atmosphère d'une autre planète n'est pas, en soi, une preuve de vie car il existe des moyens de produire de l'O2 sans vie. En revanche, trouver, comme dans notre atmosphère, à la fois du dioxygène, de l'eau, du dioxyde de carbonedioxyde de carbone et du méthane serait une évidence de vie à la surface de cette planète.

    Sera-t-il possible de confirmer la présence d'eau à l'état liquide sur cette planète ?

    Xavier Bonfils : Voir directement la présence d'eau en surface est beaucoup plus difficile. Il faudra encore quelques années. Cela dit, on pourra voir si la planète a une atmosphère et étudier sa composition. On pourra éventuellement voir si elle a des nuagesnuages ou des particules finesparticules fines dans l'atmosphère.

    Il est déjà prévu d’utiliser le télescope spatial Hubble. Qu’attendez-vous de ces observations ?

    Xavier Bonfils : Elles permettront de déterminer avec précision la quantité de rayonnement qui frappe la surface de LHS 1140b, et donc de contraindre les conditions de vie sur cette exoplanète. On peut donc espérer déjà détecter une atmosphère et aussi vérifier si cette atmosphère s'évapore sous l'effet de vents stellaires.

    La caractérisation de son atmosphère éventuelle sera-t-elle à la portée du futur observatoire spatial James Webb ?

    Xavier Bonfils : Pour le James Webb, LHS 1140b sera une cible en or, notamment pour analyser la composition de son atmosphère. De façon générale, l'observatoire spatial James Webb devrait révolutionner l'étude des exoplanètes.

    Après les récentes découvertes concernant Encelade et les autres lunes de Saturne et Jupiter, parler de zone d’habitabilité a-t-il encore un sens ?

    Xavier Bonfils : La « zone habitable » n'est qu'une définition de travail. Il ne faut pas l'entendre au sens restrictif selon lequel une vie ne pourrait apparaître que dans cette région tempérée. Mais quand on s'intéresse aux planètes extrasolairesplanètes extrasolaires, on ne peut pas espérer détecter une vie enfouie dans un océan sous une croûtecroûte de glace. On ne peut que se focaliser sur une vie qui aurait eu un impact majeur sur la planète et en aurait changer l'atmosphère. Donc, on construit notre échantillon de planètes d'intérêt avec un critère plus restreint pour l'habitabilité.