Planètes “Hycean” : une nouvelle classe d’exoplanètes océan capable d’accueillir la vie
Plus de 4 400 exoplanètes ont été découvertes à ce jour, et dans la quête d’une éventuelle forme de vie, la plupart de nos recherches se sont concentrées sur des mondes semblables à la Terre. Mais aujourd’hui, des astronomes ont défini une nouvelle catégorie d’exoplanètes, les mondes « Hycéaniques » (Hycean Worlds), qui pourraient être un endroit prometteur pour trouver des signes de vie.
Image d’entête : Représentation artistique d’une planète hycean en orbite autour d’une naine rouge. (Amanda Smith/ Université de Cambridge)
La Terre étant le seul endroit où nous sommes sûrs qu’il y a de la vie, il est logique de commencer la recherche de vie extraterrestre sur des mondes semblables à notre planète. Mais même sur cette dernière, la vie nous surprend constamment en apparaissant dans des environnements que nous pensions trop rudes (extrêmophile), comme des déserts extrêmement secs ou l’obscurité glaciale sous la glace polaire. Ailleurs dans notre système solaire, certains des environnements les plus prometteurs pour trouver des extraterrestres ne semblent pas non plus très hospitaliers pour nous, comme les océans glacés d’Europe ou les plaines inondées de méthane liquide de Titan.
Dans cette optique, des astronomes de Cambridge ont mis en évidence un type d’exoplanète qui pourrait avoir été négligé dans la recherche de la vie : les mini-Neptune. Comme son nom l’indique, il s’agit de versions plus petites de notre propre Neptune, avec des atmosphères épaisses, des couches rocheuses ou glacées et, dans certains cas, des océans d’eau. Elles sont généralement entre 1,6 fois et 3,9 fois plus larges que la Terre.
A présent, l’équipe a défini une sous-classe de ces mini-neptunes. Les mondes dits « océaniques » (Hycean) sont des mini-Neptunes chaudes avec des atmosphères riches en hydrogène et de vastes océans à leur surface. La chaleur et la pression ne seraient pas très accueillantes pour nous, les humains, mais il est possible que certaines formes de vie y trouvent un cadre idyllique.
Ici, l’exemple de planète océanique est K2-18b, qui est située à environ 124 années-lumière, qui est 2,6 fois plus large et 8,6 fois plus massive que la Terre, et tourne autour de son étoile dans la zone habitable. Les astronomes de Cambridge l’étudient depuis quelques années déjà. En 2019, ils ont signalé la détection de vapeur d’eau dans son atmosphère, et l’année dernière, ils ont réalisé des modèles de sa composition. Certains scénarios l’ont dépeinte comme potentiellement habitable pour certaines formes de vie.
À partir de là, les astronomes ont élargi la recherche pour définir plus largement les exoplanètes Hycean (océanique). Selon eux, ces mondes peuvent être jusqu’à 2,6 fois plus larges que la Terre, avoir jusqu’à 10 masses terrestres, et la température de leur atmosphère peut atteindre 200 °C. Cependant, les conditions de leurs océans pourraient être très différentes de celles de la Terre. Il est probable qu’elles soient aussi communes, nichées entre les super-Terres, plus petites et plus rocheuses, et les mini-Neptunes, plus grandes et gazeuses.
Il pourrait y avoir d’autres variantes de cette catégorie. Les mondes de type « Dark Hycean » (à océan chaud) sont en rotation synchrone par rapport à leur étoile, ce qui signifie qu’un côté est toujours baigné par la lumière des étoiles et l’autre par la nuit éternelle, ce qui pourrait favoriser la vie. Les mondes « Cold Hycean » (à océan froid), quant à eux, sont ceux qui ne reçoivent que peu de radiations de leur étoile.
Selon l’équipe, les planètes Hycean pourraient représenter l’un des endroits les plus prometteurs pour la recherche de signes de vie. Non seulement parce qu’elles sont communes, mais aussi parce que des biomarqueurs de la vie, tels que le chlorure de méthyle et le sulfure de diméthyle, pourraient être facilement repérés dans leur atmosphère avec des télescopes tels que le futur James Webb.
Selon le Dr Nikku Madhusudhan, auteur principal de l’étude :
Essentiellement, lorsque nous avons cherché ces diverses signatures moléculaires, nous nous sommes concentrés sur des planètes similaires à la Terre, ce qui est un point de départ raisonnable. Mais nous pensons que les planètes de type Hycean offrent une meilleure chance de trouver plusieurs traces de biosignatures.
En préparation, l’équipe a déjà identifié une liste de planètes Hycean candidates qui pourraient être étudiées par le James Webb et d’autres télescopes. Elles orbitent toutes autour d’étoiles naines rouges situées à 150 années-lumière au maximum.
Toujours selon Madhusudhan :
La détection d’une biosignature bouleverserait notre conception de la vie dans l’univers. Nous devons être ouverts sur les endroits où nous nous attendons à trouver de la vie et sur la forme que cette vie pourrait prendre, car la nature continue de nous surprendre de manière souvent inimaginable.
L’étude publiée dans l’Astrophysical Journal : Habitability and Biosignatures of Hycean Worlds et présentée sur le site de Université de Cambridge : New class of habitable exoplanets are ‘a big step forward’ in the search for life.
