TRAPPIST-1, système planétaire

Un système planétaire d’une étonnante richesse

Ce système est exceptionnel par bien des aspects. Au moins trois de ses planètes (e, f et g) ont une « insolation » compatible avec la présence d’eau liquide en surface. La recherche d’une atmosphère avec le télescope JWST sera donc passionnante. Les orbites sont par ailleurs en résonance les unes avec les autres : deux planètes successives ont des périodes orbitales commensurables, c’est-à-dire que leur rapport peut s’écrire n/p où n et p sont de petits nombres entiers. Autrement dit, lorsque la planète la plus interne fait p révolutions, la suivante en fait n. Ces résonances correspondent à des configurations orbitales stables dans lesquelles les planètes se sont retrouvées capturées au cours de leur migration dans le disque de gaz et de poussière où elles se sont formées. On retrouve ce type de configuration pour les satellites des planètes géantes du Système solaire.

Le système de Trappist-1 est d’une compacité extrême, les sept exoplanètes connues étant confinées dans un rayon de l’ordre de six centièmes de la distance Terre-Soleil. Les forces de marée exercées par l’étoile sont considérables et, de ce fait, les planètes doivent certainement toujours présenter la même face à leur étoile, en une rotation dite synchrone. Les interactions gravitationnelles entre les planètes sont suffisamment fortes pour générer des irrégularités mesurables dans le mouvement orbital. Les transits se produisent ainsi avec des retards ou des avances par rapport à leur périodicité moyenne. La mesure de ces écarts devrait permettre de contraindre précisément les masses, et donc la densité de ces planètes. On pourra ainsi déterminer si celles-ci sont de nature essentiellement rocheuse (tellurique) comme la Terre ou constituées d’une grande fraction d’eau comme certains satellites de Jupiter et Saturne.

Représentant un véritable laboratoire pour la planétologie et l’exobiologie, le système Trappist-1 permettra d’étendre notre connaissance concernant la formation, la composition et l’habitabilité des planètes telluriques, pour l’instant essentiellement construite sur la comparaison de Mercure, Vénus, la Terre et Mars. On s’attend également à trouver d’autres systèmes planétaires autour de petites étoiles proches. Pour cela, un second télescope Trappist a été installé dans l’hémisphère Nord, à l’observatoire de l’Oukaïmeden au Maroc, et inauguré à la fin de 2016, tandis que Speculoos (Search for Habitable Planets Eclipsing Ultra-Cool Stars), un ensemble de quatre télescopes d’un mètre de diamètre ayant le même objectif (recherche d’exoplanètes habitables en orbite autour d’étoiles ultrafroides), est en construction sur le site de l’ESO à Paranal au Chili.