C'est une petite révolution dans le domaine de l'astronomie: une atmosphère a été détectée pour la première fois autour d'une planète rocheuse orbitant dans la zone habitable d'une étoile, soit la région où les températures permettraient la présence de l'eau liquide à sa surface. Ces résultats, publiés le 16 juillet dans la revue Science, pourraient aider les astronomes à mieux cibler leur recherche de mondes potentiellement habitables au-delà de notre voisinage cosmique.

«C'est absolument passionnant», confie Edward Schwieterman, professeur associé d'astrobiologie à l'université de Californie, qui n'a pas participé à l'étude. Selon lui, la communauté scientifique se rapproche de plus en plus du jour où elle pourra étudier les atmosphères de mondes susceptibles d'abriter la vie, rapporte le média Live Science.

La planète, baptisée LHS 1140 b, se situe à environ 48 années-lumière de la Terre et orbite autour d'une petite étoile naine rouge. Avec une masse d'environ 5,6 fois celle de notre planète, elle appartient à la catégorie des «super Terres», des astres plus grands que le nôtre, mais bien plus petits que les géantes gazeuses comme Neptune. Sa température de surface avoisinerait les -47°C, de quoi la classer, malgré le froid, dans la zone jugée potentiellement habitable.

Traquer les fuites d'hélium

Détecter une atmosphère autour d'une planète rocheuse est extrêmement difficile. Ces enveloppes gazeuses sont beaucoup trop fines pour être observées directement avec les technologies actuelles. Les chercheurs ont donc fait preuve d'agilité. Plutôt que de chercher l'atmosphère elle-même, ils ont traqué un signe indirect de son existence: une fuite d'hélium dans l'espace.

Sous l'effet du rayonnement intense d'une naine rouge particulièrement active, les couches supérieures de la planète peuvent en effet se réchauffer et se dilater, un peu comme un ballon qui gonfle. Dans ce processus, l'hélium, l'un des gaz les plus légers, est le premier à s'échapper, formant un immense nuage tout autour de l'astre.

Pour le détecter, l'équipe a utilisé un spectrographe, qui permet de décomposer la lumière en différentes longueurs d'onde. L'instrument est installé sur le télescope Magellan Clay, au Chili. Les astronomes ont observé LHS 1140 b passer devant son étoile. Ils ont remarqué une infime baisse de luminosité à la longueur d'onde précise que l'hélium absorbe. Conclusion: un gaz s'est bel et bien échappé de la planète, signe qu'elle possède une atmosphère.

Une avancée significative

«Il y a vingt ans, nous nous demandions si d'autres planètes de type terrestre existaient réellement, a déclaré dans un communiqué Robin Wordsworth, coauteur de l'étude et professeur de sciences de la Terre et des planètes à l'université d'Harvard. Puis nous avons appris qu'elles étaient courantes et nous en avons découvert certaines dans la zone habitable.»

Restait à savoir si l'une d'elles avait gardé une atmosphère, ce qui est désormais confirmé. Cette découverte est d'autant plus impressionnante que les naines rouges comme LHS 1140 b bombardent habituellement leurs voisines de radiations capables d'arracher toute atmosphère. Compte tenu de l'âge estimé de l'étoile (au moins 3,1 milliards d'années), l'atmosphère de LHS 1140 b a dû résister. Certaines planètes rocheuses pourraient donc conserver leur atmosphère bien plus longtemps qu'on ne le pensait.

Les chercheurs restent toutefois prudents. Détecter de l'hélium ne signifie pas que la planète est habitée, ni même habitable. Les observations ne révèlent que la fine couche supérieure de l'atmosphère, et non sa composition complète. Impossible de déterminer pour l'instant si LHS 1140 b contient de l'oxygène, du dioxyde de carbone ou de la vapeur d'eau.

Cette découverte ouvre tout de même une nouvelle voie pour l'étude des mondes rocheux lointains. «Cette étude démontre que, dans certains cas au moins, nous pourrons commencer à caractériser l'atmosphère de planètes potentiellement habitables», conclut Edward Schwieterman.