Le télescope spatial James Webb pourrait déterminer si l’exoplanète voisine est habitable
Une exoplanète rocheuse en orbite autour d’une étoile naine rouge à 98 années-lumière pourrait détenir le secret sur la probabilité que des planètes comme la Terre se transforment en mondes inhospitaliers comme Vénus.
Le exoplanètenommé LP 890-9c (également connu sous le nom de SPECULOOS-2c), a été découvert en septembre 2022. Il a un diamètre 40% supérieur à celui de la Terre et orbite autour de son étoile tous les 8,5 jours terrestres à une distance de seulement 1,7 million de miles (2,8 millions de kilomètres). Le nain rougecependant, est petit et frais, ce qui signifie que les températures peuvent être clémentes même près de la étoile. En effet, LP 890-9c est situé près du bord intérieur de l’étoile zone habitablequi décrit la distance autour d’une étoile où une planète avec une atmosphère semblable à la Terre peut supporter de l’eau liquide à sa surface.
De nouvelles recherches menées par Lisa Kaltenegger, directrice de l’Institut Carl Sagan de l’Université Cornell, ont modélisé les états climatiques et atmosphériques possibles dans lesquels le LP 890-9c pourrait se trouver, et comment le Télescope spatial James Webb pouvait les distinguer.
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La position de LP 890-9c dans son système planétaire est analogue à Vénus‘ emplacement dans notre système solaire, qui est également au bord intérieur de la zone habitable. En principe, une planète à l’emplacement de Vénus peut rester habitable, mais à un moment donné de son histoire de 4,5 milliards d’années, Vénus s’est retrouvée piégée dans la boucle de rétroaction d’un emballement Effet de serre. Toute eau que Vénus avait autrefois à sa surface s’est évaporée et la planète s’est retrouvée avec une épaisse atmosphère de dioxyde de carbone.
Cependant, toutes les planètes situées au bord intérieur de la zone habitable n’évolueront pas nécessairement de la même manière que Vénus. D’une part, Vénus n’a pas son propre champ magnétique pour conjurer le vent solaire, le flux de particules chargées provenant du soleil. Cela a facilité la tâche des vent solaire pour emporter les atomes d’hydrogène qui ont été séparés des molécules d’eau par la lumière ultraviolette du soleil, appauvrissant ainsi la planète de l’eau. Si LP 890-9c a un fort champ magnétique, il peut être capable de conjurer le vent stellaire de son étoile et de retenir la vapeur d’eau dans son atmosphère.
« Regarder cette planète nous dira ce qui se passe sur le bord intérieur de la zone habitable – combien de temps une planète rocheuse peut maintenir l’habitabilité quand elle commence à devenir chaude », a déclaré Kaltenegger. dit dans un communiqué.
L’équipe de Kaltenegger a modélisé la planète en fonction de sa masse et de son rayon, tous deux mesurés par les astronomes. Les modèles intégraient également des hypothèses sur la composition chimique de la planète, sa température et sa pression de surface, la profondeur de son atmosphère et la quantité de nuages présents. Ces derniers facteurs sont actuellement inconnus. En effet, la planète pourrait être sans air et cratérisée pour autant que nous sachions, ce qui est une forte possibilité étant donné que les naines rouges sont souvent sujettes à éruptions violentes qui pourrait dépouiller une atmosphère d’un monde en orbite proche.
L’équipe a produit cinq modèles différents décrivant à quoi pourrait ressembler le LP 890-9c. Celles-ci allaient d’une planète semblable à la Terre mais plus chaude, en passant par divers degrés de teneur en vapeur d’eau atmosphérique et de niveaux d’effets de serre, aboutissant au modèle final ressemblant à l’enfer Vénus avec son dioxyde de carbone suffocant.
Une étude distincte, dirigée par Jonathan Gomez Barrientos du California Institute of Technology, montre que JWST n’aurait besoin d’observer que trois transits de LP 890-9c sur la face de son étoile hôte pour confirmer une atmosphère humide et riche en eau ; huit transits pour recueillir suffisamment de données pour déterminer si LP 890-9c ressemble davantage à Vénus ; et 20 transits pour trouver des preuves de la chaleur encore habitable Terre scénario. Étant donné que la planète transite par son étoile tous les 8,5 jours terrestres, les mesures pourraient en principe ne prendre que six mois.
« Cette planète est la première cible où nous pouvons tester ces différents scénarios », a déclaré Kaltenegger. « Si c’est encore une Terre plus chaude – chaude, mais avec de l’eau liquide et des conditions de vie – alors le bord intérieur de la zone habitable [around all stars] pourrait être grouillant de vie. »
JWST ne peut pas détecter directement l’eau à la surface de la planète, mais il pourrait déterminer si la composition de l’atmosphère conviendrait à la présence d’eau liquide.
Même si LP 890-9c s’avère trop chaud pour la vie, les découvertes pourraient nous renseigner sur le sort de notre propre planète, la Terre. Comme le soleil âges, il deviendra progressivement plus lumineux et plus chaud; dans environ un milliard d’années, il aura rendu la Terre trop chaude pour que la vie puisse survivre, et les océans s’évaporeront. Étudier une planète autre que Vénus qui a déjà traversé cette phase, ou qui y a peut-être même résisté pour l’instant, nous aidera à nous informer sur l’avenir de la Terre.
« Cela nous apprendra quelque chose de fondamental sur la façon dont les planètes rocheuses évoluent avec l’augmentation de la lumière des étoiles et sur ce qui nous arrivera un jour à nous et à la Terre », a déclaré Kaltenegger.
Les scientifiques ont rapporté leurs résultats dans deux papiers publié le 21 juin dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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