On a sous-estimé le nombre de planètes contenant de l’eau
L‘eau est présente en abondance sur de nombreuses petites planètes extrasolaires, mais elle ne coule pas dans les océans et les rivières comme sur Terre. Au lieu de cela, elle est probablement enfouie dans la roche ou dans des poches sous la surface, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs américains et espagnols. Cela suggère qu’un plus grand nombre de planètes pourraient contenir de grandes quantités d’eau qu’on ne le pensait, ce qui signifie qu’il pourrait y avoir encore plus de mondes habitables que prévu.
Image d’entête : à titre d’exemple pour cette étude, la lune de Jupiter, Europe, contiendrait des poches d’eau peu profondes sous sa coquille de glace qui jaillissent à la surface sous forme de geysers. (NASA)
Selon Rafael Luque, premier auteur de la nouvelle étude et chercheur postdoctoral à l’université de Chicago :
Ce fut une surprise de voir des preuves de l’existence d’un si grand nombre de mondes aquatiques en orbite autour du type d’étoile le plus courant dans la galaxie.
Pour Luque, leur découverte aura « d’énormes conséquences » pour la recherche de planètes habitables.
Luque et son coauteur Enric Pallé, de l’Institut d’astrophysique des îles Canaries, ont analysé le rayon et la masse de 43 petites exoplanètes connues autour d’un type d’étoile appelée naine M. Il s’agit des étoiles les plus courantes dans la Voie lactée, et les scientifiques ont catalogué des dizaines de planètes autour d’elles ces dernières années.
Cependant, ces étoiles sont beaucoup plus brillantes que leurs planètes, ce qui signifie que nous ne pouvons pas voir les planètes elles-mêmes (ou seulement dans des cas exceptionnels). À la place, les scientifiques détectent généralement des signes des effets de la planète sur leurs étoiles, l’ombre qu’une planète crée lorsqu’elle passe devant une étoile (méthode du transit) ou une petite oscillation gravitationnelle (méthode des vitesses radiales). Cela signifie que les scientifiques ne savent pas encore vraiment en détail à quoi elles ressemblent.
Les scientifiques ont utilisé ces informations pour comparer ces mondes extraterrestres avec les planètes de notre système solaire afin de deviner à quoi ils pourraient ressembler. Une planète qui a le même rayon que la Terre serait par exemple très rocheuse. Ces analyses ont été effectuées pour des planètes individuelles, mais rarement pour l’ensemble de celles de la Voie lactée. Lorsque les chercheurs se sont penchés sur l’ensemble des galaxies, les chiffres ont été quelque peu choquants.
Lorsque Luque et Palle se sont penchés sur les planètes, ils ont fait un constat surprenant. Les densités d’un grand groupe de planètes suggéraient qu’elles étaient trop légères pour leur taille pour être constituées de roche pure. Elles étaient probablement composées à moitié de roche et à moitié d’eau. C’est comme soulever une balle de bowling et un ballon de football : ils ont à peu près la même taille, mais l’un est beaucoup plus lourd.
S’il peut être tentant d’imaginer des planètes couvertes de profonds océans, la réalité est bien différente. Elles sont si proches du soleil que toute eau à la surface devrait exister dans une phase gazeuse supercritique, ce qui augmenterait leur rayon. « Nous ne les voyons pas dans les échantillons. Cela suggère que l’eau n’est pas sous la forme d’un océan de surface », a déclaré Luque.
Les chercheurs pensent plutôt que l’eau pourrait exister mélangée à la roche ou dans des poches sous la surface. Ces conditions sont similaires à celles d’Europe, la lune de Jupiter, qui renfermerait de l’eau liquide sous terre. Cette découverte correspond à une théorie antérieure qui suggérait que les planètes se forment loin dans leur système solaire et migrent ensuite vers l’intérieur.
Représentation de l’océan qui se cache sous la surface d’Europe, s’infiltrant à travers certaines de ses fissures en surface. (NASA)
Bien que les preuves soient convaincantes, le scientifique Jacob Beam, spécialiste des exoplanètes, dont le groupe a été rejoint par Luque pour effectuer des analyses plus approfondies, a déclaré qu’il aimerait voir la « preuve irréfutable » que l’une de ces planètes est un monde aquatique. C’est ce que les scientifiques espèrent prouver avec le télescope spatial James Webb, le télescope spatial récemment lancé par la NASA, qui succède à Hubble.
L’étude publiée dans Science : Density, not radius, separates rocky and water-rich small planets orbiting M dwarf stars et présentée sur le site de l’université de Chicago : Surprise finding suggests ‘water worlds’ are more common than we thought.