Chaque seconde, environ 220 tonnes d'hélium s'échappent d'une sphère rocheuse située à environ 48 années-lumière de notre système solaire. Cette planète lointaine, nommée LHS 1140 b, fait quelque chose d'inédit dans l'exploration spatiale : elle conserve son ciel.
Pour la première fois, des scientifiques ont confirmé la présence d'une atmosphère autour d'une exoplanète rocheuse, située dans la zone habitable de son étoile. C'est la région où la température permet à l'eau liquide d'exister en surface.
« Une atmosphère est essentielle pour qu'une planète puisse abriter la vie telle que nous la connaissons », explique Collin Cherubim, chercheur à l'Université Harvard et chef de l'étude. Il ajoute que cette découverte fait de cette planète un lieu privilégié pour chercher la vie au-delà de notre système solaire.
LHS 1140 b est une planète massive. Elle pèse environ 5,6 fois plus que la Terre et est 1,7 fois plus large. Elle tourne autour d'une vieille étoile naine rouge, en une orbite de 24,7 jours. Comme cette étoile est plus froide que notre Soleil, la planète ne reçoit que 42 % de l'énergie que reçoit la Terre.
Cette découverte a nécessité un équipement puissant et un timing précis. Le 23 septembre 2024, le groupe de recherche de Cherubim a pointé le télescope Magellan Clay, au Chili, vers le système stellaire. Ils ont observé LHS 1140 b et une planète voisine plus petite, LHS 1140 c, passer devant leur étoile, à seulement 39 minutes d'intervalle.
Lorsque la lumière de l'étoile a traversé les bords de LHS 1140 b, les instruments ont détecté la signature de l'hélium absorbant certaines longueurs d'onde de la lumière. La planète plus petite, plus proche de l'étoile et soumise à une chaleur intense, n'a montré aucun signe d'atmosphère.
L'étoile existe depuis plus de trois milliards d'années. Comme beaucoup de naines rouges, elle émet des rayons X et des ultraviolets. Cette énergie frappe LHS 1140 b, chauffant ses couches supérieures et projetant l'hélium dans l'espace. Pourtant, malgré cette perte constante, les chercheurs pensent que l'atmosphère de la planète a survécu pendant au moins trois milliards d'années. Des éléments plus lourds, comme la vapeur d'eau, pourraient y être protégés.
Avant cette découverte, le télescope spatial James Webb avait déjà examiné la planète. Ces observations avaient exclu une épaisse atmosphère d'hydrogène, mais avaient suggéré la présence de matériaux plus lourds comme le dioxyde de carbone, l'azote, l'oxygène et l'eau.
Trouver une atmosphère est une étape cruciale pour l'astrobiologie. Une atmosphère agit comme un bouclier protecteur. Elle bloque les radiations nocives, régule la température et maintient la pression nécessaire pour que l'eau reste liquide.
La découverte a commencé par un modèle mathématique créé par Cherubim. David Charbonneau, chef du département d'astronomie de Harvard, a admis avoir eu des doutes au début. Cependant, les données se sont avérées convaincantes.
« Collin a analysé les planètes que nous connaissions et a prédit que celle-ci aurait une atmosphère d'hélium », a déclaré Charbonneau. « Ensuite, il a organisé du temps d'observation, obtenu les données, et la détection était statistiquement très solide. »
L'histoire a pris une tournure surprenante l'année suivante. Lorsque l'équipe a effectué des observations de suivi en 2025, la signature d'hélium avait disparu. En traitant les deux ensembles de données avec différentes méthodes informatiques, ils ont confirmé que les résultats étaient exacts. La perte atmosphérique fluctue simplement avec le temps.
Le succès du télescope chilien prouve également que les installations terrestres peuvent étudier avec succès la perte atmosphérique de petits mondes rocheux lointains.
Les résultats, publiés dans la revue Science en juillet 2026, répondent à une question fondamentale qui a intrigué les astronomes pendant des décennies. Robin Wordsworth, professeur à Harvard et l'un des conseillers de Cherubim, a résumé le parcours. Il y a vingt ans, les scientifiques se demandaient simplement si des planètes terrestres existaient. Puis ils les ont trouvées, y compris certaines dans des zones habitables. « La question suivante était de savoir si certaines d'entre elles avaient réussi à conserver une atmosphère », a dit Wordsworth. « Maintenant, nous savons qu'au moins une l'a fait. »