Les sept planètes en orbite autour de la naine ultra-froide Trappist-1 sont pour la plupart rocheuses, et certaines d'entre elles peuvent avoir plus d'eau que la Terre.
Une nouvelle étude publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics, qui se concentre sur la densité des mondes dans le système Trappist-1, a montré les résultats les plus précis à ce jour. Ainsi, il a été constaté que certaines des planètes sont couvertes à 5% d'eau - c'est 250 fois plus que l'eau sur Terre.
«Toutes les planètes Trappist-1 sont très similaires à la Terre: elles ont un noyau solide entouré d'une atmosphère», explique Simon Grimm, exoplanétologue à l'Université de Berne, dans une lettre à Space.com. "Trappist-1 est la planète la plus similaire à la Terre en termes de masse, de rayon et d'énergie d'une étoile."
Grimm et ses collègues se sont intéressés au système après sa découverte en 2016 et ont décidé de l'étudier en utilisant la méthode de variation du temps de transit (TTV). En observant de petites variations dans les périodes pendant lesquelles la planète est passée devant l'étoile de notre point de vue, cette méthode permet aux chercheurs de mener peut-être les études les plus précises des masses et densités planétaires.
«TTV est désormais la seule méthode pour déterminer les masses, et donc la densité de planètes comme le système Trappist-1», explique Grimm.
Les scientifiques ont utilisé les données du télescope spatial Spitzer et de plusieurs engins spatiaux de l'Observatoire européen austral au Chili pour faire des observations détaillées qui aideraient à étudier les variations des orbites planétaires.
Un graphique des masses et des rayons des planètes Trappist-1, de la Terre et de Vénus. Les courbes retracent des compositions idéalisées d'environnements rocheux et riches en eau (température de surface fixée à 200 K) / Université de Berne.
Si la planète tournait uniquement autour de son étoile, elle ne serait exposée qu'à l'effet gravitationnel de l'étoile. Mais s'il y a deux mondes ou plus dans le système, les planètes interagissent gravitationnellement, agissant l'une sur l'autre avec une force correspondant à leurs masses. Ces changements dépendent des masses planétaires, de la distance et d'autres paramètres orbitaux.
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Dans le même temps, les «systèmes surpeuplés» comme Trappist-1 rendent difficile la détermination des effets des planètes individuelles, car chacune d'elles affecte ses voisins. Il est plus facile de mesurer directement les planètes de ce système, car elles tournent de manière synchrone. Ensemble, les sept exoplanètes forment une chaîne résonnante qui les relie toutes et suggère une évolution lente et calme.
«Le système Trappist-1 est spécial car toutes ses planètes sont en résonance», explique Grimm.
Le scientifique a utilisé une simulation qu'il utilisait auparavant pour calculer les orbites planétaires et l'a adaptée à l'analyse TTV. En utilisant plus de 200 transits, son équipe a simulé les masses et les densités des planètes, simulant leurs orbites jusqu'à ce que les transits simulés correspondent aux observations.
Les chercheurs ont découvert que les densités planétaires varient de 0,6 à 1,0 de la Terre. Sept d'entre eux sont riches en eau, et sur certains, cela prend jusqu'à 5% de la masse totale. A titre de comparaison: l'eau ne représente que 0,02% de la masse terrestre.
Les trappistes-1b et c - les plus proches de l'étoile - ont très probablement des noyaux rocheux et sont entourés d'atmosphères denses.
Trappist-1d est la plus légère des sept planètes, avec une masse d'environ 30% de la masse terrestre. Sa faible masse peut être due à l'expansion de l'atmosphère, à l'océan ou à une couche de glace.
Les trappistes-1f, g et h sont suffisamment éloignés de leur étoile pour que l'eau sur toute leur surface soit complètement gelée. Il est peu probable que les atmosphères minces puissent contenir des molécules plus lourdes comme la Terre.
De plus, il y a Trappist-1e, qui est le plus semblable à la Terre du groupe. Il est un peu plus dense que notre planète et, très probablement, a un noyau de fer plus dense. Il peut également manquer d'atmosphère dense, d'océan ou de calotte glaciaire.
Les chercheurs ont averti que ces résultats ne disent rien sur l'habitabilité planétaire. Cependant, les travaux peuvent aider les scientifiques à mieux comprendre les conditions de travail dans les systèmes surpeuplés et à déterminer si la vie peut exister sur les mondes du système Trappiste-1.
Vladimir Guillen
