Premières preuves d’une activité tectonique sur une exoplanète

Depuis de nombreuses années, des astronomes étudient minutieusement une exoplanète désignée LHS 3844b. En 2019, ils ont annoncé qu’ils estimaient que la planète était recouverte de lave sombre. À présent, ils ont fait une autre découverte passionnante en démontrant pour la première fois une activité tectonique sur une autre planète.

Image d’entête : cette illustration représente la possible dynamique interne de l’exoplanète LHS 3844b. (Université de Berne/ Thibaut Roger)

Ces preuves sont issues d’un ensemble de simulations avancées basées sur l’observation de la planète rocheuse, qui est légèrement plus grande que la Terre. Ce qui est important pour cette recherche particulière, c’est que l’exoplanète n’a pas l’air d’avoir d’atmosphère.

Cela laisse la moitié de LHS 3844b exposée en permanence à son soleil et pourrait signifier des températures allant jusqu’à environ 800 °C du côté « jour », et environ moins 250 °C du côté « nuit ».

Selon l’astronome Tobias Meier, de l’Université de Berne en Suisse :

Nous avons pensé que ce fort contraste de température pourrait affecter le flux de matière à l’intérieur de la planète.

Sur la base d’observations de la courbe de phase de la luminosité et des températures possibles de la planète, et de modèles informatiques simulant divers matériaux tectoniques et sources de chaleur possibles, Meier et ses collègues pensent qu’un flux de matériaux souterrains à l’échelle de l’hémisphère est en train de se produire.

La plupart des simulations réalisées par les chercheurs ont montré un flux ascendant d’un côté de la planète et un flux descendant de l’autre (image d’entête), mais dans certains scénarios, ce flux était inversé, ce qui est surprenant et ne correspond pas au mouvement tectonique sur Terre.

Selon le géophysicien Dan Bower, de l’université de Berne :

En se basant sur ce à quoi nous sommes habitués sur Terre, on pourrait s’attendre à ce que les matériaux du côté chaud de la journée soient plus légers et donc qu’ils coulent vers le haut et vice versa.

La raison sous-jacente est le changement de température du matériau du manteau au fur et à mesure qu’il se déplace, la roche froide se raidissant et devenant moins mobile, et la roche chaude devenant beaucoup plus liquide à mesure qu’elle se réchauffe. Pour les scientifiques, le déplacement de la surface et des matériaux pourrait entraîner une activité tectonique assez incroyable.

Selon Bower :

Quel que soit le côté de la planète où la matière s’écoule vers le haut, on pourrait s’attendre à une grande quantité de volcanisme de ce côté particulier.

En conséquence, les scientifiques suggèrent que LHS 3844b pourrait avoir un hémisphère entier couvert de volcans, alors que l’autre côté ne présente pratiquement aucune activité volcanique, tout cela en raison du contraste de température intense autour de la planète.

Le type de remontée qui causerait ces volcans correspond bien à ce que nous voyons sur Terre, mais seulement dans des endroits spécifiques, comme Hawaï et l’Islande. De manière plus générale, le mouvement tectonique que ces modèles suggèrent n’a rien à voir avec ce que l’on observe dans notre système solaire.

À mesure que des télescopes spatiaux plus puissants seront mis en service et que nos connaissances sur les exoplanètes s’amélioreront, d’autres observations et recherches devraient permettre de confirmer ce qui se passe à la surface de LHS 3844b, et de savoir si elle est vraiment à moitié recouverte de volcans.

Selon Meier :

Nos simulations montrent comment de telles configurations pourraient se manifester, mais cela nécessiterait des observations plus détaillées pour les vérifier.

Par exemple, avec une carte à plus haute résolution de la température de surface qui pourrait indiquer un dégazage accru du volcanisme, ou la détection de gaz volcaniques. C’est quelque chose que nous espérons que les futures recherches nous aideront à comprendre.

Une comparaison de la Terre avec l’exoplanète LHS 3844b. (Hirendra Prakash)

L’étude publiée dans l’Astrophysical Journal Letters : Hemispheric Tectonics on LHS 3844b et présentée sur le site de l’University de Bern : Volcanoes might light up the night sky of this planet.