Les astrophysiciens ont utilisé avec succès le télescope spatial James Webb (JWST) pour examiner une étoile volatile.
Représentation artistique du système TRAPPIST-1. Crédit image : NASA/JPL-Caltech
Dans une nouvelle étude, une équipe internationale de chercheurs a évalué de manière approfondie quatre éruptions solaires flamboyantes autour de l’étoile TRAPPIST-1, une petite entité céleste active située à environ 40 années-lumière de la Terre. Les résultats de cette étude pourraient aider les scientifiques à rechercher des planètes lointaines, ou « exoplanètes », similaires à la nôtre et susceptibles d’héberger la vie.
Grâce au télescope spatial James Webb, c’est la première fois dans l’histoire que nous pouvons rechercher des planètes en orbite autour d’autres étoiles qui ont les types d’atmosphères secondaires que l’on peut trouver autour de la Terre, de Vénus ou de Mars, par exemple.
Ward Howard, auteur principal de l’étude et membre Sagan de la NASA, Département d’astrophysique et des sciences planétaires, Université du Colorado à Boulder
Cependant, cette poursuite peut devenir un peu délicate.
Howard a expliqué que la majorité des petits corps célestes rocheux que les scientifiques ont l’intention d’explorer à l’aide du télescope Webb tournent autour d’une classe d’étoiles appelées naines M, ou naines rouges. Ces étoiles sont parmi les plus volatiles de la galaxie. Prenons, par exemple, le système TRAPPIST-1, qui compte sept planètes confirmées.
Bien qu’elle soit à peine plus grande que Jupiter, cette étoile émet des éruptions puissantes et fréquentes (des explosions d’énergie intenses) qui s’étendent loin dans l’espace plusieurs fois par jour. En comparaison, notre Soleil, l’étoile de la Terre, subit des éruptions de même taille environ une fois par mois.
En conséquence, observer une planète autour d’une naine rouge peut être comme prendre une photo d’un ami dans une discothèque avec des lumières pulsées.
Howard et ses collègues pensent avoir trouvé une solution partielle dans leurs recherches récentes. Les scientifiques ont capturé une succession d’éruptions cutanées émanant de TRAPPIST-1 sur une période de 27 heures à l’aide du télescope Webb, l’observatoire le plus avancé jamais mis en orbite.
Les chercheurs ont mis au point une méthode mathématique pour distinguer la lumière émise par les éruptions de l’émission habituelle d’une étoile. C’est comme appliquer un filtre à une photo d’un smartphone pour réduire les reflets.
Les résultats finaux ? Les images des planètes et de leurs atmosphères pourraient être plus claires.
Howard a ajouté :Si nous voulons en savoir plus sur les exoplanètes. C’est vraiment important de comprendre leurs stars.«
Les résultats de la recherche ont été acceptés pour publication dans l’Astrophysical Journal et ont été mis à disposition en ligne avant d’être imprimés. Ces observations, qui font partie intégrante de l’étude, ont été prises lors de la première année d’exploitation du télescope par Olivia Lim et David Lafrenière de l’Université de Montréal, sous l’égide de l’initiative de collaboration NEAT.
Planètes précieuses
Les scientifiques ont les yeux rivés sur TRAPPIST-1 depuis longtemps.
Étant relativement proche de la Terre en termes galactiques, cette étoile s’avère être un trésor céleste : elle abrite trois petites planètes rocheuses qui se trouvent dans ce que les scientifiques appellent la « zone habitable » – une région autour d’une étoile où de l’eau pourrait théoriquement exister à sa surface. . Surface de la planète.
Les astrophysiciens utilisent le télescope Webb pour vérifier s’ils peuvent détecter des signes d’une atmosphère enveloppant ces planètes. (Dans une étude récente dirigée par Lim, aucune trace d’atmosphère n’a été trouvée autour d’une planète dans le système connu sous le nom de TRAPPIST-1 b.)
Howard a ajouté :Il n’existe que quelques systèmes stellaires où l’on a la possibilité de rechercher ce type d’atmosphère. Chacune de ces planètes est vraiment précieuse.«
Selon Howard, les exoplanètes comme les sept mondes TRAPPIST-1 sont si éloignées que les astronomes ne peuvent les voir que lorsqu’elles passent devant leurs étoiles brillantes. Mais c’est un défi lorsqu’une étoile est aussi instable que TRAPPIST-1.
« Si vous ne tenez pas compte des éruptions cutanées, vous pouvez détecter dans l’atmosphère des molécules qui n’y sont pas réellement, ou vous tromper sur la quantité de matière présente dans l’atmosphère.Howard a ajouté.
Des commentaires plus clairs
C’est l’une des raisons pour lesquelles Howard et ses collègues ont concentré leur attention sur le système TRAPPIST-1.
À l’aide du télescope Webb, les chercheurs ont observé des éruptions provenant d’une étoile lointaine avec des longueurs d’onde spécifiques de lumière infrarouge, un type de rayonnement bien adapté aux capacités du télescope Webb. Pour la toute première fois, l’équipe a capturé l’évolution de ces quatre éruptions avec des détails complexes, en suivant leur progression sur plusieurs heures. Les éruptions sont devenues de plus en plus brillantes, ont atteint un maximum, puis se sont progressivement atténuées.
L’équipe a également pu faire la distinction entre la lumière produite par les explosions de TRAPPIST-1 et la luminosité de l’étoile continue. Grâce à ces informations, l’équipe a pu filtrer environ 80 % de la lumière parasite de leurs observations.
Bien que ces chiffres ne soient pas parfaits, Howard a noté que les résultats de l’équipe amélioreront considérablement la capacité des astrophysiciens à collecter des données plus claires et plus précises sur les sept planètes TRAPPIST-1. En outre, la méthodologie développée peut être appliquée à d’autres systèmes stellaires similaires situés à proximité de la Terre, fournissant ainsi des informations précieuses sur un large éventail de phénomènes célestes.
Howard a conclu en disant :Avec TRAPPIST-1, nous avons une très belle opportunité de voir à quoi ressemblerait une planète de la taille de la Terre en orbite autour d’une naine rouge.«
Référence du magazine :
Howard, W.S., et coll. (2023) Caractérisation des spectres d’éruption proche infrarouge de TRAPPIST-1 lors d’observations de spectroscopie transitoire JWST. Journal d’astrophysique. est ce que je:10.48550/arXiv.2310.03792
source: http://www.colorado.edu/
