Le télescope Hubble repère de l’eau autour d’une minuscule exoplanète chaude et vaporeuse lors d’une « découverte passionnante »
Grâce au télescope spatial Hubble, les astronomes ont découvert que l’atmosphère d’une planète relativement petite située en dehors du système solaire est riche en vapeur d’eau. Cependant, ne prévoyez pas encore de vacances vers cette destination. La surface de la planète est suffisamment chaude pour faire fondre le plomb, ce qui signifie que c’est un monde humide et inhospitalier à la vie telle que nous la connaissons.
Plus précisément, l’équipe à l’origine de cette découverte affirme que la planète extra-solaire, ou exoplanète, nommée GJ 9872d, présente des températures semblables à celles de Vénus, de 752 degrés Fahrenheit (400 degrés Celsius). Mais cela ne rend pas cette découverte moins passionnante.
Bien que les scientifiques aient déjà découvert de la vapeur d’eau dans l’atmosphère de nombreuses planètes extrasolaires, les observations du télescope Hubble sur ce monde chaud et humide, désigné GJ 9827d, représentent la plus petite exoplanète autour de laquelle cet élément vital pour la vie a été trouvé jusqu’à présent.
« La découverte de l’eau sur GJ 9827d est passionnante car c’est la plus petite planète sur laquelle nous avons détecté une atmosphère », a déclaré à Space.com Laura Kreidberg, membre de l’équipe et directrice du département de physique atmosphérique des exoplanètes de l’Institut Max Planck d’astronomie. « Cela nous rapproche plus que jamais de la caractérisation de mondes véritablement semblables à la Terre. »
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GJ 9827d est environ deux fois plus large que la Terre et orbite autour d’une étoile appelée GJ 987, située à environ 97 années-lumière de nous, en direction de la constellation des Poissons. La planète n’est que l’un des trois mondes semblables à la Terre en orbite autour de cette étoile, qui semble avoir environ 6 milliards d’années.
« Ce serait la première fois que nous pourrions démontrer directement, grâce à la détection atmosphérique, que ces planètes aux atmosphères riches en eau peuvent réellement exister autour d’autres étoiles », Björn Benneke, membre de l’équipe et scientifique à l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes de l’Université de Montréal, a déclaré dans un communiqué. « Il s’agit d’une étape importante vers la détermination de la prévalence et de la diversité des atmosphères sur les planètes rocheuses. »
Une question majeure demeure cependant : de quel type de planète est GJ 9872d ?
« La nature de ces petites planètes, entre deux et trois fois la taille de la Terre, est vraiment incertaine », a déclaré Kreidberg. « Ils pourraient être de véritables super-Terres, avec un grand noyau rocheux et une atmosphère lumineuse au sommet, ou bien quelque chose de complètement différent, comme un monde aquatique constitué principalement de glace d’eau qui n’a pas d’équivalent dans notre propre système solaire. »
Monde aquatique ou mini-Neptune riche en hydrogène ?
Hubble a observé GJ 9827d pendant trois ans et a vu le monde traverser la face de son étoile, ou la « transiter », 11 fois. Étant donné que les éléments et composés chimiques absorbent la lumière à des longueurs d’onde caractéristiques, lorsque la lumière d’une étoile mère traverse l’atmosphère d’une planète, elle porte les empreintes digitales des éléments qui composent la planète elle-même.
Actuellement, les astronomes à l’origine de cette découverte ne savent pas avec certitude si Hubble a détecté une petite quantité d’eau dans une atmosphère gonflée et riche en hydrogène lorsqu’il a examiné GJ 9872d – ou si l’atmosphère de la planète est principalement constituée d’eau.
« L’un ou l’autre résultat serait passionnant, que la vapeur d’eau soit dominante ou qu’il s’agisse simplement d’une minuscule espèce dans une atmosphère dominée par l’hydrogène », a déclaré Pierre-Alexis Roy, auteur principal de la recherche et scientifique à l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes de l’Université de Montréal. dans la déclaration.
Si GJ 9872d a passé sa vie de 6 milliards d’années à proximité de son étoile mère, un rayonnement intense aurait dû faire bouillir tout hydrogène primordial présent, laissant la petite planète avec une atmosphère dominée par la vapeur d’eau. Cela semble étayé par le fait que les tentatives de détection d’hydrogène autour de GJ 9872d ont jusqu’à présent échoué.
Alternativement, si GJ 9872d est toujours accroché à une enveloppe riche en hydrogène mélangée à de l’eau, elle serait classée comme une mini-Neptune, un type de planète moins massive que Neptune mais qui ressemble toujours à la géante de glace du système solaire en possédant une atmosphère épaisse. d’hydrogène et d’hélium.
D’un autre côté, l’exoplanète pourrait ressembler à une version plus grande et plus chaude de la lune Europe de Jupiter, qui abriterait deux fois plus d’eau que la Terre enfermée sous une épaisse croûte glacée. « La planète GJ 9827d pourrait être à moitié eau, à moitié roche. Et il y aurait beaucoup de vapeur d’eau au sommet d’un corps rocheux plus petit », a déclaré Benneke.
Si GJ 9827d possédait encore une épaisse atmosphère de vapeur d’eau, cela impliquerait qu’il est né plus loin de son étoile – où les températures auraient été plus basses – avant de migrer vers la position que nous voyons aujourd’hui.
Cette migration aurait eu pour conséquence que l’exoplanète aurait été soumise à davantage de rayonnements provenant de son étoile hôte, transformant ainsi la glace potentielle de GJ 9827d en eau liquide et en vapeur d’eau. Tout hydrogène présent aurait été chauffé, commençant finalement à s’échapper de l’atmosphère de la planète en raison de la gravité relativement faible de la planète ; cette fuite pourrait encore se produire alors que les astronomes observent l’exoplanète aujourd’hui.
« Jusqu’à présent, nous n’avions pas pu détecter directement l’atmosphère d’une si petite planète. Et nous arrivons lentement à ce régime », a ajouté Benneke. « À un moment donné, alors que nous étudions des planètes plus petites, il doit y avoir une transition où il n’y a plus d’hydrogène sur ces petits mondes, et ils ont des atmosphères plus semblables à celles de Vénus, qui est dominée par le dioxyde de carbone. »
L’étude de GJ 9827d avec Hubble a fait de la planète une cible privilégiée pour une enquête de suivi menée avec le télescope spatial James Webb (JWST). Ce travail est déjà en cours, avec le télescope de 10 milliards de dollars capable de fournir plus de détails sur ce monde aquatique potentiel.
« GJ 9827d est observé avec JWST pour en savoir plus sur sa composition atmosphérique et rechercher des molécules supplémentaires comme le dioxyde de carbone », a conclu Kreidberg. « Les observations sont en cours, et nous aurons bientôt plus de réponses !
« J’espère que nous pourrons désormais régler une fois pour toutes la question des mondes aquatiques. »
Les recherches de l’équipe ont été publiées l’année dernière dans The Astrophysical Journal Letters.