55 Cancri e serait une superterre en diamant

« C'est notre premier aperçu d'un monde rocheux avec une chimie fondamentalement différente de celle de la Terre », a déclaré le pilote de cette étude, Nikku Madhusudhan, astrophysicienastrophysicien à l'université de Yale. « La surface de cette planète est probablement couverte de graphite et de diamant plutôt que d'eau et de granit. » La planète - nommée 55 Cancri e - a un rayon mesurant deux fois celui de la Terre, et possède une masse huit fois plus élevée, ce qui en fait une « superterre ». C'est l'une des cinq planètes orbitant autour d'une étoileétoile semblable au soleilsoleil, 55 Cancri, située à 40 années-lumièreannées-lumière de la Terre, et qui est visible à l'œilœil nu dans la constellation du Cancerconstellation du Cancer.

La planète orbiteorbite autour de son étoile à une vitessevitesse extrêmement élevée : son année dure seulement 18 heures, une valeur très faible comparée aux 365 jours de l'année terrestre. Elle est également étonnamment chaude, avec une température de plus de 2.000 °C, ce qui en fait un monde bien loin d'être habitable, selon les chercheurs.

La planète a été découverte grâce à son transittransit devant l'étoile 55 Cancri l'an dernier, ce qui avait permis aux astronomesastronomes de mesurer son rayon. Cette information, combinée à une estimation récente de sa masse, a permis à Nikku Madhusudhan, Kanani Lee (Université de Yale, États-Unis) et OlivierOlivier Mousis (UTINAM/IRAP/CNRS/Université de Franche-Comté/Université de Toulouse) d'en déduire la composition chimique de la planète par le biais de modèles numériquesmodèles numériques de son intérieur, qui ont exploré toutes les combinaisons d'éléments et de composés qui donneraient ces caractéristiques spécifiques. En outre, les astronomes avaient déjà signalé que l'étoile hôte possède plus de carbonecarbone que d'oxygèneoxygène, contrairement au Soleil. En utilisant cette information, Madhusudhan et ses collègues ont confirmé que des quantités importantes de carbone et de carbure de siliciumcarbure de silicium étaient disponibles lors de la formation de la planète.

Vue intérieure de 55 Cancri e, une planète très chaude avec une surface de graphite qui entoure essentiellement une épaisse couche de diamant, en dessous de laquelle se trouve une couche de silicium à base de minéraux et d'un noyau de fer en fusion au centre. © Haven Giguere, Yale Univ.

La superterre 55 Cancri e serait faite de diamant

Les astronomes pensaient auparavant que 55 Cancri e contenait une importante quantité d'eau surchauffée, en se basant sur l'hypothèse que sa composition chimique était semblable à celle de la Terre. « Mais cette nouvelle étude tend à montrer qu'il n'y a pas d'eau du tout et que cette planète serait composée principalement de carbone (comme le graphite et le diamant), de ferfer, de carbure de silicium, et, éventuellement, de silicatessilicates », explique l'astrophysicien Olivier Mousis. L'étude montre aussi qu'un tiers de la masse de la planète - l'équivalent d'environ trois masses terrestres - pourrait être fait de diamant. « En revanche, l'intérieur de la Terre est riche en oxygène, mais extrêmement pauvre en carbone - moins de 0,1 % en masse », indique Kanani Lee, géophysicienne à l'université de Yale. « L'identification de superterres riches en carbone implique qu'on ne peut plus faire l'hypothèse que les planètes rocheusesplanètes rocheuses lointaines possèdent des constituants chimiques, des intérieurs, des atmosphèresatmosphères ou bien des formes de vie similaires à celles de la Terre », explique Nikku Madhusudhan.

Cette découverte ouvre également de nouvelles voies concernant l'étude de la géochimie et des processus géophysiques pouvant se produire dans ce type de planètes. Une composition riche en carbone pourrait influer sur l'évolution thermique de la planète et la tectonique des plaquestectonique des plaques, par exemple, avec des implications pour le volcanismevolcanisme, l'activité sismique et la formation des montagnes. Cette nouvelle étude montre, pour la première fois, que des astronomes ont identifié une planète faite de diamant autour d'une étoile semblable au Soleil et précisé sa composition chimique. Les observations ultérieures de l'atmosphère de 55 Cancri e, combinées avec d'autres estimations de la composition de son étoile parente, permettront encore d'améliorer notre connaissance de la composition chimique de cette planète.