Découverte de l’exoplanète GJ 367b, une sous-Terre dense et surchauffée

Plus de 4.500 exoplanètes sont connues à ce jour, découvertes dans plus de 3.500 systèmes planétaires. Cependant, parmi celles-ci, moins de 200 ont des dimensions (taille ou masse) inférieures à celles de la Terre. Ces petites planètes, bien qu'a priori nombreuses, restent en effet difficiles à débusquer.

Dans une nouvelle étude publiée dans Science, un groupe international de 78 chercheurs, dirigé par Kristine W. F. Lam et Szilárd Csizmadia de l'Institut de recherche planétaire du Centre allemand pour l'aéronautique et l'astronautique (DLR), ajoute un nouveau membre à cette catégorie : GJ 367b.

Une sous-Terre proche…

Cette planète, située à un peu moins de 31 années-lumière de la Terre, a été découverte grâce à la détection de ses transits par le Transiting Exoplanet Survey SatelliteTransiting Exoplanet Survey Satellite (Tess). Les mesures du satellite de la Nasa ont permis de déterminer son diamètre : 72 % de celui de la Terre (12.742 km), soit un peu plus de 9.000 kilomètres. « Cela la place parmi les planètes terrestres de taille inférieure à la Terre et fait avancer la recherche d'une "seconde Terre" », explique Kristine Lam. À titre de comparaison, VénusVénus a un diamètre moyen de 12.104 kilomètres et Mars de 6.779 kilomètres.

Comparaison de la taille des planètes telluriques du système solaire : Mercure (4.880 km), Vénus (12.104 km), la Terre (12.742 km) et Mars (6.779 km). GJ 367 b (environ 9.000 km) a une taille intermédiaire entre Mars et Vénus. © Nasa

Son étoileétoile, la naine rougenaine rouge GJ 367, environ deux fois plus petite que le SoleilSoleil, a ensuite été étudiée depuis le sol à l'aide de la méthode des vitesses radialesméthode des vitesses radiales. La massemasse de la planète a été déterminée à l'aide du spectrographespectrographe Harps, installé sur le télescopetélescope de 3,6 mètres de l'Observatoire européen austral, et évaluée à 55 % de la masse de la Terre. Vénus et Mars ont pour leur part des masses égales à 81,5 % et 10,7 % de celle de la Terre. Ce résultat fait de GJ 367 b l'une des planètes les plus légères connues à ce jour et la place dans la catégorie des sous-Terre, c'est-à-dire des planètes sensiblement moins massives que la Terre et Vénus.

… ou plutôt un super-Mercure surchauffé

En déterminant son rayon et sa masse avec une précision de 7 et 14 % respectivement, les chercheurs ont pu en déduire que cette planète est rocheuse. Sa densité moyenne, égale à presque une fois et demie celle de la Terre, « indique que la planète est dominée par un noyau de ferfer. Ces propriétés sont similaires à celles de MercureMercure, avec son noyau de fer et de nickel disproportionné qui le différencie des autres corps telluriques du système solairesystème solaire », précise Szilárd Csizmadia.

Vue d'artiste de GJ 367b. © SPP 1992, Patricia Klein

Cependant, la proximité de la planète avec son étoile signifie qu'elle est exposée à un niveau de rayonnement extrêmement élevé, plus de 500 fois plus fort que ce que connaît la Terre. En effet, cette planète met seulement environ huit heures pour faire le tour de son étoile mère. La température à sa surface pourrait ainsi atteindre jusqu'à 1.500 degrés Celsiusdegrés Celsius, de quoi faire fondre les roches sur la planète. GJ 367 b ne peut donc clairement pas être considérée comme une « seconde Terre ».

GJ 367 b appartient au groupe des exoplanètesexoplanètes à période de révolution ultra-courte, qui orbitent autour de leur étoile en moins de 24 heures. « Nous en connaissons déjà quelques-uns, mais leurs origines sont actuellement inconnues, précise Kristine Lam. En mesurant les propriétés fondamentales précises de [cette] planète, nous pouvons avoir un aperçu de l'histoire de la formation et de l'évolution du système ».