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Les chercheurs ont observé les planètes TRAPPIST-1 b et c, deux mondes recevant respectivement quatre et deux fois plus de rayonnement que la Terre, en suivant l'évolution de leur émission infrarouge tout au long de leur orbite.
Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)
Cette technique, dite de "courbe de phase thermique", permet pour la première fois de comparer directement la température entre la face éclairée et la face nocturne de planètes rocheuses tempérées hors du Système solaire. Ces planètes ont en effet la particularité de toujours montrer la même face à leur étoile, tout comme la Lune vis-à-vis de la Terre.
Les résultats montrent que TRAPPIST-1 b ne possède vraisemblablement aucune atmosphère significative. Sa face éclairée atteint près de 500 K (227 °C), tandis que son côté nuit reste extrêmement froid, un comportement attendu pour une planète rocheuse sans atmosphère et couverte de roches sombres.
TRAPPIST-1 c présente une situation moins extrême: sa face jour (~370 K) est tout de même nettement plus chaude que sa face nuit (moins de 260 K). Le contraste thermique reste important, ce qui exclut la présence d'atmosphère denses comme celles de Vénus et de la Terre. Cependant, les données restent compatibles avec l'existence d'une atmosphère ténue ou avec des propriétés de surface différentes (comme son pouvoir réfléchissant) de celles de TRAPPIST-1b.
Des observations complémentaires avec JWST sont en cours pour affiner cette interprétation.
En haut, courbe de phase thermique de l'exoplanète TRAPPIST-1b extraite des observations du JWST. Ces observations révèlent que la planète présente un contraste thermique jour-nuit extrêmement marqué, qui s'explique par l'absence d'atmosphère et une surface très sombre.
En bas, carte de température de surface de TRAPPIST-1b déduite de la courbe de phase thermique obtenue avec JWST.
Ces résultats resserrent considérablement les scénarios plausibles sur la nature de ces deux mondes et nous en apprend davantage sur la capacité des petites planètes autour d'étoiles de très faible masse à conserver une atmosphère face à un rayonnement intense.
Les résultats sont publiés dans Nature Astronomy sous le titre: “No thick atmosphere around TRAPPIST-1 b and c from JWST thermal phase curves”
Etude menée par Michaël Gillon (Université de Liège, FNRS) et Elsa Ducrot (CEA Paris-Saclay/Observatoire de Paris, ULiège)