Le chant du cygne pour Spitzer

À l’heure actuelle, une telle étude n’aurait pu être possible sans Spitzer, un télescope spatial de la NASA. Il présente plusieurs qualités nécessaires à une observation aussi précise. « À l’échelle de la planète, ces variations de température sont effectivement très grandes, concède le chercheur. Pourtant elles ne correspondent qu’à une variation minuscule de la brillance du système, de l’ordre de 200 ppm, soit 0.02% ! » Pourquoi Spitzer a-t-il réussi l’impensable pour les autres télescopes ? Premièrement, tous les instruments présents sur Terre sont disqualifiés. L’atmosphère limite leur précision à environ 0.1%. Il fallait ensuite un outil opérant dans l’infrarouge, spécialité du télescope. C’est à ces longueurs d’ondes qu’il y a le meilleur contraste entre l’émission thermique d’une planète et celle de son étoile. Beaucoup plus chaude, cette dernière émet essentiellement à des longueurs d’ondes plus courtes. Troisièmement, il fallait un télescope pouvant enregistrer de grandes fractions de l'orbite de la planète en continu. Aucun satellite de la Terre n’en est capable, puisque notre planète occulte leur champ de vision la moitié du temps. Spitzer, lui, suit une orbite héliocentrique, sur l’axe de la Terre mais s’en éloignant continuellement. Il se trouve aujourd’hui à une unité astronomique de notre planète et est donc bien loin de ses lumières parasites. Mais Spitzer se fait vieux. Deux de ses trois instruments sont hors d'usage, le troisième n'est utilisable qu'à 50% de ses capacités initiales, et son éloignement rend tout transfert de données de plus en plus difficile. Il devra pourtant assurer l’intérim jusqu’à la fin de l’année 2018, le temps que le télescope spatial JWST soit opérationnel. « Son miroir aura 6,5 mètres d’ouverture, contre 85 centimètres pour Spitzer, se réjouit Michaël Gillon. Et ses instruments enregistreront les émissions de photons à plusieurs longueurs d’onde. Or chaque longueur d’onde nous apprend quelque chose de différent sur une planète, leur combinaison nous renseignant, par exemple, sur la structure verticale de l'atmosphère, la composition de sa surface, etc. Ce que nous avons obtenu avec Spitzer, c’est un premier aperçu intrigant, mais toute une série de phénomènes dynamiques nous échappent encore. »  

Vers des « Terres habitables »

Fortement sollicité, le JWST ne pourra pointer son miroir que sur quelques candidates triées sur le volet. L’enjeu est de détecter ces planètes à l’aide d’autres instruments et de discerner les profils les plus attrayants. Avec le bien nommé projet SPECULOOS et à l’aide du télescope TRAPPIST, Michaël Gillon et ses collègues sont à la pointe dans ce domaine. Ils cherchent à détecter des planètes plus petites encore, aux conditions géologiques et atmosphériques similaires à celles de la Terre, et orbitant dans la zone habitable de leur étoile. «Nous voulons découvrir des exo-Terres propices à une étude détaillée avec les télescopes de dernière génération comme le JWST, notamment à une recherche de traces de vie dans la composition atmosphérique.  Ce ne sera possible que pour des Terres qui transitent des étoiles parmi les plus petites et les plus froides du voisinage solaire. Ce type d'étoiles, dites "naines ultra froides", sont très fréquentes dans la Galaxie, bien plus que les étoiles de type solaire. Elles ont une taille proche de celle de la planète Jupiter, et une température plus de deux fois inférieure à celle du Soleil. Avec une étoile hôte aussi petite et peu lumineuse, le signal d'une planète de la taille de la Terre n'est pas totalement noyé dans le flux de l’étoile. À titre de comparaison, la Terre, autour du soleil, est minuscule et n’émet que très peu de lumière. Un objet similaire orbitant autour d’une étoile peu lumineuse et de la taille de Jupiter contribuera à une part bien plus grande de l’émission thermique globale. Elle sera donc plus facile à étudier. » 

Lire Un trio de terres à 40 années-lumière ?