TRAPPIST-1 b et c : JWST révèle un climat dépouillé

En mai 2016, Michaël Gillon annonçait depuis Liège la découverte de trois planètes autour d'une naine rouge obscure de la constellation du Verseau ; en 2017, le système passait à sept mondes, et une promesse flottait dans les communiqués : pour la première fois, nous pourrions caractériser l'atmosphère d'exoplanètes tempérées de taille terrestre. Neuf années plus tard, le 3 avril 2026, Nature Astronomy publie un papier dont le titre coupe court à toute ambiguïté : « No thick atmosphere around TRAPPIST-1 b and c from JWST thermal phase curves ». Le verdict des courbes de phase tombe avec la même sécheresse qu'un procès-verbal : TRAPPIST-1 b est nue, TRAPPIST-1 c ne l'est probablement pas moins. La promesse n'est pas morte, mais elle se déplace d'un cran vers les planètes plus éloignées du système.

Le papier, signé par une équipe de trente-trois auteurs autour de Gillon, Emeline Bolmont (Université de Genève), Daniel Koll et Martin Turbet (Université de Berne), Brice-Olivier Demory (également à Genève pour ce travail) et leurs collègues, s'appuie sur le programme JWST GO 3077. Instrument : MIRI, le Mid-Infrared Instrument, dans son filtre F1500W centré sur quinze micromètres. Du 22 au 25 novembre 2023, le télescope a pointé le système TRAPPIST-1 pendant près de soixante heures ; la valeur précise inscrite dans le preprint arXiv est de cinquante-neuf heures d'observations continues, que les communiqués de presse arrondissent par commodité.

La méthode s'appelle courbe de phase thermique. Puisque ces deux planètes sont en rotation synchrone, avec une face toujours tournée vers l'étoile et l'autre plongée dans la nuit éternelle, on mesure la variation de flux infrarouge au fil d'une orbite complète ; on reconstitue ainsi la cartographie grossière du climat, côté jour et côté nuit. Pour TRAPPIST-1 b, période orbitale de 1,51 jour terrestre, le jour affiche 490 ± 17 K, soit environ 217 °C ; la nuit tombe à 197 ± 41 K, soit près de -76 °C. Pour TRAPPIST-1 c, période de 2,42 jours, 369 ± 23 K le jour (96 °C) et 220 K la nuit (-53 °C).

L'écart jour-nuit atteint donc 293 kelvins pour la première planète, 149 kelvins pour la seconde. Les communiqués de presse préfèrent la formulation « plus de 500 °C de contraste » ; c'est une valeur cumulée, spectaculaire mais trompeuse si on l'attribue à une seule planète. Les chiffres du papier, eux, parlent pour chacune séparément, et ils suffisent amplement à raconter l'histoire.

Paradoxalement, c'est la violence du gradient qui accuse. Une atmosphère épaisse, comme celle de Vénus, transporte la chaleur d'un hémisphère à l'autre en redistribuant l'énergie par convection et par advection ; le côté nuit ne reste jamais aussi froid que le permettrait le bilan radiatif local. Sur Vénus précisément, la différence jour-nuit au sol ne dépasse pas quelques kelvins malgré une rotation très lente, parce que quatre-vingt-treize bars de dioxyde de carbone homogénéisent le tout.

Sur TRAPPIST-1 b, l'écart mesuré ressemble à celui d'un corps sans atmosphère qui rayonne directement ce qu'il absorbe. Les auteurs comparent leurs données aux modèles atmosphériques ; toutes les simulations incluant une pression de surface supérieure ou égale à un bar avec effet de serre efficace sont, selon leur formulation, « strongly disfavoured ». L'ajustement le plus naturel pour 1b est celui d'une surface ultramafique sombre, donc rocheuse, probablement basaltique, sans manteau gazeux significatif.

TRAPPIST-1 c complique légèrement le récit. L'écart est plus modéré, la signature radiative laisse plusieurs scénarios ouverts ; le papier conclut que les observations sont « consistent with either a tenuous, oxygen-rich atmosphere or an equally airless, more reflective surface ». Une fine enveloppe d'oxygène pur, résidu possible de la photodissociation d'eau puis de la fuite de l'hydrogène, reste compatible avec les mesures. L'alternative, une surface plus réfléchissante sans aucune atmosphère, l'est tout autant. Il faudrait des observations plus fines, probablement dans d'autres bandes que F1500W, pour trancher ; sur ce point, j'hésite encore à dire lequel des deux scénarios tiendra dans cinq ans.

Les signaux n'étaient pas totalement inattendus. Dès 2023, une première observation MIRI de TRAPPIST-1 c publiée dans Nature avait mesuré un rapport de flux planète-étoile de 421 ± 94 ppm, correspondant à une température de brillance d'environ 380 ± 31 K ; cette valeur excluait déjà une atmosphère dense de dioxyde de carbone de type vénusien. En août 2025, l'ESA publiait un résultat similaire sur TRAPPIST-1 d, pourtant située en zone habitable : pas d'atmosphère terrestre détectable non plus. Les observations de novembre 2023, analysées en profondeur dans le preprint arXiv 2509.02128 déposé en septembre 2025, ne font qu'ajouter deux planètes à une liste qui s'allonge.

Il faut remonter à la nature de l'étoile pour comprendre. TRAPPIST-1 est une naine rouge ultra-froide, dont la jeunesse turbulente a duré très longtemps ; ses éruptions, environ six par jour selon des relevés récents, bombardent en continu les exoplanètes du système. À 0,0115 UA pour 1b et 0,0158 UA pour 1c, ces mondes reçoivent plusieurs fois l'irradiation terrestre ; l'hydrogène primordial, puis l'eau photodissociée, puis jusqu'aux molécules plus lourdes, tout peut s'échapper sur des échelles de temps comparables à l'âge du système. On soupçonnait ce scénario depuis longtemps ; les courbes de phase viennent de le confirmer pour les deux planètes les plus internes.

Pour approfondir ce sujet, vous pouvez consulter notre article sur JWST : un signal radio régulier depuis Proxima b ?, qui aborde un autre système de naine rouge proche.

Sur un sujet proche, découvrez notre article : 29 Cygni b : planète ou naine brune ? Verdict du JWST.

Ce serait trop simple de conclure que le rêve TRAPPIST-1 est mort. Nuançons toutefois : les trois planètes historiquement inscrites dans la zone habitable, e, f et g, n'ont pas encore livré leur verdict atmosphérique ; TRAPPIST-1 e est actuellement observée par le JWST dans le cadre d'un programme prioritaire. Les données qui en sortiront au cours de 2026 diront si la fenêtre d'habitabilité, déjà rétrécie par l'élimination de b, c et d, survit ou se ferme complètement.

L'histoire, ici, se répète avec une variante. En 1995, la découverte de 51 Pegasi b avait ouvert une ère où l'on imaginait une abondance de mondes habitables autour des étoiles de type solaire ; vingt ans plus tard, le relevé Kepler révélait que la plupart de ces exoplanètes étaient des Jupiters chauds ou des mini-Neptunes inhabitables. TRAPPIST-1 a suivi la même pente : d'un rêve de sept terres cousines, on passe à un système où quatre mondes au moins sont stériles ou presque, et où les trois restants doivent encore démontrer qu'ils conservent leur air. C'est la tension entre l'enthousiasme des communiqués et la sobriété des courbes de phase.

Pour approfondir ce sujet, vous pouvez consulter notre article sur TOI-5205 b : le JWST révèle une atmosphère pauvre en métaux, un autre cas où l'instrument ramène les modèles à plus de prudence.

On observe que pour TRAPPIST-1 b, l'ajustement ultramafique renseigne indirectement sur la composition. Une surface basaltique sombre absorbe fortement la lumière visible et infrarouge proche ; sa signature à 15 µm est celle d'une roche silicatée riche en fer et en magnésium, cohérente avec ce qu'on attend d'une planète ayant perdu ses volatils très tôt. Cette information, sans avoir l'éclat d'une détection d'eau, inaugure une première ; jamais on n'avait pu contraindre la pétrologie d'une exoplanète terrestre à quarante années-lumière avec ce niveau de détail.

Le constat est là : TRAPPIST-1 b n'a pas seulement perdu son atmosphère, elle nous renseigne aussi sur ce qui reste. Une forme de géologie comparée commence, modeste, à partir d'un pixel thermique tous les quinze micromètres. C'est peu et c'est énorme à la fois ; en 1995, on aurait pris cette perspective pour une plaisanterie.

Pour approfondir ce sujet, vous pouvez consulter notre article sur Disques protoplanétaires : ALMA et JWST en première ligne, qui éclaire l'étape précédant la perte atmosphérique.

Je dois admettre que la formulation du papier sur TRAPPIST-1 c m'a surpris. L'ambiguïté résiduelle, entre une fine atmosphère d'oxygène et une surface simplement plus claire, ouvre deux récits très différents ; l'un garde une maigre chance de chimie photochimique intéressante, l'autre ferme définitivement la porte. À plus long terme, l'enjeu n'est pas tant de confirmer l'absence d'air sur les deux planètes les plus internes, ce que la communauté soupçonnait déjà, que d'évaluer si la barrière atmosphérique survit ou non dans la zone tempérée du système.

Reste une question que les courbes de phase ne tranchent pas, et à laquelle même les prochaines campagnes sur e, f ou g n'apporteront pas de réponse complète : les naines rouges ultra-froides, qui forment la majorité écrasante des étoiles de la Voie lactée, peuvent-elles abriter durablement des atmosphères terrestres ? Si TRAPPIST-1 e ou g disent non à leur tour, il faudra s'habituer à l'idée que le vivant, ou du moins ce que nous appelons ainsi, dépend d'étoiles plus calmes et plus rares qu'on ne l'espérait. Et alors quoi ?

• Nature Astronomy, « No thick atmosphere around TRAPPIST-1 b and c from JWST thermal phase curves », DOI 10.1038/s41550-026-02806-9, 3 avril 2026 : nature.com/articles/s41550-026-02806-9
• Preprint arXiv 2509.02128 (version détaillée) : arxiv.org/abs/2509.02128
• Sci.News, synthèse du papier : sci.news/astronomy/two-trappist-1-exoplanets-climate-14692.html
• ESA Webb, précédent TRAPPIST-1 d, août 2025 : esa.int, No Earth-like atmosphere on TRAPPIST-1 d
• NASA, observation en cours de TRAPPIST-1 e : science.nasa.gov, Webb looks at TRAPPIST-1 e