De nouveaux outils pour observer plus en détail les exoplanètes
Nous connaissons l’existence des exoplanètes. En réalité, nous en avons déjà découvert des milliers. Mais nous n’en savons que fort peu sur ces planètes mystérieuses qui se trouvent en dehors de notre système solaire. «La dernière frontière de la recherche sur les exoplanètes est de clairement caractériser leurs atmosphères», déclare Jérémy Leconte, astrophysicien au Centre national français de la recherche scientifique. «Ce n’est qu’ainsi que nous pourrons révéler la diversité sauvage et insoupçonnée des exoplanètes que nous avons identifiées.» Mener de telles recherches deviendra beaucoup plus facile lorsque le télescope James Webb Space (JWST) sera en ligne et que la mission Ariel de l’Agence spatiale européenne sera lancée. «Ces technologies de pointe permettront un accès sans précédent aux atmosphères des exoplanètes», ajoute Jérémy Leconte. «Cependant, l’analyse et l’interprétation des observations de haute précision provenant de ces technologies nécessitent avant tout le développement d’outils et de solutions de nouvelle génération.» Le projet WHIPLASH, financé par le Conseil européen de la recherche, contribue au développement de ces solutions.
Compléter le puzzle des exoplanètes
La plupart des observations de caractérisation de l’atmosphère sont actuellement analysées à l’aide de modèles unidimensionnels à symétrie sphérique et en état stationnaire. Le problème est que ces modèles ne peuvent pas représenter avec précision les atmosphères anisotropes de nombreuses exoplanètes en transit, ce qui signifie que leur utilité est limitée pour analyser les observations de haute précision que fourniront les missions JWST et Ariel. Pour combler cette lacune, le projet WHIPLASH développe un nouveau cadre qui peut appréhender la physique et la composition des exo-atmosphères. «Cela nous permettra de surmonter les limites actuelles de l’analyse et de l’interprétation des observations d’exoplanètes», explique Jérémy Leconte, qui coordonne le projet. Ce nouveau cadre est basé sur un simulateur d’atmosphère planétaire 3D innovant. En intégrant un modèle climatique global à un code de transfert radiatif 3D, le simulateur peut interpréter et analyser les données d’observation, permettant ainsi aux chercheurs de mieux comprendre les conditions nécessaires au maintien de l’eau liquide sur les exoplanètes terrestres. Le cadre est mis à la disposition de la communauté des chercheurs sous forme de logiciel libre.
Poser les bases
Ce cadre pose les bases de l’étude du système Trappist-1, un système exoplanétaire composé de sept planètes de la taille de la Terre. Ce système étant relativement proche de notre propre système solaire et orbitant autour d’une étoile froide et proche, il est idéal pour caractériser l’atmosphère des planètes tempérées semblables à la Terre. «Ce système, que notre équipe de recherche a contribué à découvrir, devient une sorte de pierre de Rosette pour la science des exoplanètes», fait remarquer Jérémy Leconte. «Grâce au travail effectué par le projet WHIPLASH, lorsque les missions JWST et Ariel commenceront à nous envoyer des observations, nous serons prêts à faire passer la recherche sur les exoplanètes à un tout autre niveau.»
Mots‑clés
WHIPLASH, exoplanètes, télescope Webb, mission spatiale Ariel, planètes, système solaire, Agence spatiale européenne, données d’observation