Les exoplanètes du système Trappist-1 sont plus susceptibles d’être habitables que les scientifiques ne le pensaient autrefois, selon une étude
Depuis des années, les scientifiques débattent des chances de vie sur sept planètes fascinantes en orbite autour de l’étoile Trappist-1, le système planétaire le plus célèbre en dehors du nôtre. La raison? Bien que plusieurs de ces planètes orbitent dans la zone habitable de leur étoile, la région autour d’un corps stellaire où l’eau liquide peut exister parce que les températures sont idéales, ces mondes n’ont pas toujours été aussi confortables.
Dans le passé, les exoplanètes Trappist-1 étaient soumises à des conditions beaucoup plus difficiles car leur étoile mère était beaucoup plus chaude. Au cours de ces centaines de millions d’années torrides, toute eau qui aurait pu être piégée dans les roches de ces planètes se serait évaporée et dissipée dans l’espace, pensaient auparavant les scientifiques. Bien entendu, cela ruinerait les chances des planètes trappistes-1 de développer la vie telle que nous la connaissons.
Mais une nouvelle étude, basée sur une nouvelle technique de modélisation de l’évolution des atmosphères planétaires, suggère que tout ne sera peut-être pas perdu pour la vie sur les exoplanètes Trappist-1.
En rapport: Le télescope spatial James Webb ne trouve aucune atmosphère sur l’exoplanète TRAPPIST-1, semblable à la Terre
Franck Selsis, astronome à l’Université de Bordeaux, en France, et ses collègues n’ont pas cherché à prouver que le système séduisant d’exoplanètes semblables à la Terre en orbite autour d’une petite étoile froide située à seulement 40 années-lumière de la Terre pouvait héberger la vie. Ils étaient plutôt frustrés par la nature rudimentaire des modèles existants d’atmosphères planétaires riches en eau. Ils voulaient créer quelque chose de plus réaliste, quelque chose qui prendrait en compte les conditions atmosphériques réelles de ces planètes et pas seulement un ensemble d’hypothèses théoriques.
Le développement d’énormes atmosphères riches en eau constitue une étape cruciale dans l’évolution des mondes océaniques. Ainsi, une meilleure compréhension de ces atmosphères pourrait aider les scientifiques à déterminer avec plus de précision où la vie pourrait exister dans l’univers. Selon les théories actuelles, lorsque les planètes se forment, leur eau est contenue dans leurs roches. Mais en raison du puissant volcanisme des premières années de ces planètes naissantes, cette eau s’évapore dans l’atmosphère. Lorsque les conditions sont réunies, cette vapeur d’eau a la possibilité de se condenser et de former un océan liquide dans lequel la vie pourrait émerger. Mais la question reste de savoir quand exactement les conditions seront réunies.
« Dans le passé, lorsque nous modélisions ces atmosphères, nous faisions une très forte approximation, qui disait que ces atmosphères sont convectives. Cela signifie que le rayonnement stellaire se dépose très profondément près de la surface de la planète, et la façon dont l’énergie se déplace vers le haut et vers l’extérieur se fait par mouvement convectif », a déclaré Selsis à Space.com
« L’air chaud monte, l’air froid descend et nous supposons que c’est le principal moyen par lequel l’énergie est transportée hors de l’atmosphère puis rayonnée. » [into space] », a-t-il poursuivi. « Cela nous rend la vie beaucoup plus simple car lorsque la convection est la principale force motrice dans une atmosphère, nous connaissons le gradient de température, nous savons comment la température varie en fonction de la pression. Cela dépend simplement du type de gaz que vous ajoutez dans l’atmosphère. »
Mais les choses ne sont pas aussi simples sur les planètes réelles.
L’opacité du gaz qui entoure une planète change avec l’altitude, affectant la quantité de chaleur emprisonnée à l’intérieur et la quantité qui s’échappe dans l’espace, a expliqué Selsis. Pendant longtemps, les scientifiques n’ont pu modéliser aucune de ces variables. Ces changements d’opacité et leurs effets sur d’autres processus dans l’atmosphère restaient un mystère. Cela a amené Selsis et ses collègues à soupçonner que les résultats de simulations antérieures, qui n’incluaient pas de telles informations, pourraient être erronés.
« Nous n’étions pas entièrement satisfaits de l’hypothèse convective », a déclaré Selsis. « L’une des raisons à cela est qu’avec des atmosphères très profondes, peu de lumière atteindra la surface. Probablement pas assez pour provoquer la convection. »
C’est là que le Trappiste-1 Les modèles précédents ont montré que les planètes avec une atmosphère riche en eau qui ne reçoivent qu’environ 10 % de lumière solaire en plus que la Terre développent rapidement un système vicieux. Effet de serrele processus de piégeage de la chaleur facilité par certains gaz, qui conduit tristement changement climatique sur Terre. Parce que la vapeur d’eau est un puissant gaz à effet de serre, à mesure que l’eau continue de s’évaporer des roches d’une planète et que la concentration de vapeur d’eau dans l’atmosphère augmente, la température à la surface de la planète augmente également. Finalement, la planète devient si chaude que sa croûte et son manteau fondent dans un océan de magma, libérant dans l’atmosphère toute l’eau restante emprisonnée dans la roche.
Peu à peu, sur des milliards d’années, alors que de puissants vents stellaires frappent la planète, cette eau atmosphérique se dissipe dans l’espace. Le frère le plus chaud de la Terre Vénusqui orbite à 25 millions de miles (40 millions de kilomètres) plus près du soleil que la Terre, on pensait qu’elle avait connu un tel sort. Il en était de même pour les planètes situées dans la zone habitable de Trappist-1. Bien que l’étoile Trappist-1 soit plus petite et plus froide que l’étoile au centre de notre système solaireses sept planètes orbitent à des distances beaucoup plus courtes que la distance entre le soleil et Mercurela planète la plus intérieure du système solaire.
« Les petites étoiles rouges comme Trappist-1 diminuent en luminosité avec le temps », a déclaré Selsis. « Lorsque le système Trappist-1 s’est formé, les planètes qui se trouvent maintenant à l’intérieur de la zone habitable, où l’eau peut exister, ont été pendant des centaines de millions d’années beaucoup plus irradiées qu’elles ne le sont aujourd’hui et cela signifie que si elles avaient de l’eau, cette eau se sont évaporés. »
Le nouveau modèle développé par Selsis montre cependant que même si les conditions sur toutes ces planètes étaient sans aucun doute infernales au cours de leurs premières années, elles n’étaient peut-être pas assez chaudes pour faire fondre la croûte et le manteau des planètes en magma. Cela signifie qu’une grande quantité d’eau a peut-être survécu dans la roche, au cours des dernières années, lorsque l’étoile mère s’est refroidie. Par conséquent, des océans d’eau liquide auraient pu se former sur ces planètes, qui pourraient aujourd’hui abriter une vie florissante.
En fin de compte, ces découvertes pourraient avoir d’énormes implications sur nos chances de trouver de la vie en dehors de notre système solaire sous la forme de petites étoiles froides comme Trappist-1, appelées naines rougessont de loin le type d’étoile le plus répandu dans notre voie Lactée galaxie.
À terme, les chercheurs affirment également que les résultats aideront les scientifiques à mieux interpréter les résultats de l’étude. Télescope spatial James Webbqui, en plus de ses explorations de l’univers primitif, recherche des traces d’eau sur les exoplanètes de la Voie lactée.
L’étude a été publié mercredi 9 août dans la revue Nature.