Le volcanisme est omniprésent sur les planètes rocheuses du Système solaire interne et aussi sur une des lunes de Jupiter, Io. Se pourrait-il que le télescope James-Webb en perçoive bientôt la trace dans une atmosphère autour de l'exoplanète LP 791-18 d ? D'une taille comparable à la Terre, les données du satellite Tess suggèrent qu'elle pourrait être aussi volcanique que Io et pour les mêmes raisons.
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Le monde des exoplanètes qui s’est ouvert à la noosphère en 1995 est de plus en plus fascinant et on attend de nombreuses découvertes futures à son sujet avec des instruments comme le James-Webb ou Plato (Planetary transits and oscillations of stars). On en voit un nouvel exemple avec un article publié dans le célèbre journal Nature et exposant les travaux d'une équipe internationale d'astronomesastronomes dirigée par des membres de l'Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes (iREx) de l'Université de Montréal. Un communiqué accompagne cette publication, riche en informations que nous reprenons.
On y apprend ainsi que c'est en utilisant des données archivées provenant du défunt télescope Spitzer et du bien vivant Transiting Exoplanet Survey SatelliteTransiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) que l'équipe du professeur Björn Benneke, du Département de physique de l'UdeM, menée par Merrin Peterson - une étudiante de l'équipe du professeur Benneke à l'iREx - est arrivée à la conclusion que l'exoplanète LP 791-18 d en orbite autour d'une naine rouge à environ 86 années-lumière du SoleilSoleil dans la constellationconstellation méridionale de la Coupe pouvait fort bien être une super IoIo.
Io est la plus proche des plus grandes lunes de Jupiter et le monde le plus volcanique de notre Système solaire, avec plus de 300 volcans actifs, grâce à sa proximité avec l'énorme attraction gravitationnelle de Jupiter. Des explications de Brian Cox. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © BBC Earth
LP 791-18 d, une exoterre volcanique ?
« LP 791-18 d » a un rayon et une massemasse comparables à ceux de la Terre, mais elle est en rotation synchronesynchrone autour de la naine de type M LP 791-18 dont on savait déjà qu'elle possédait un cortège planétaire, LP 791-18 b et LP 791-18 c. L'exoplanète est située juste au bord de la zone d'habitabilitézone d'habitabilité, notion que l'on doit manier avec précaution comme l'a expliqué à plusieurs reprises aux lecteurs de Futura l’astrophysicien Franck Selsis, membre du CNRS et du Laboratoire d'astrophysiqueastrophysique de Bordeaux (LAB).
LP 791-18 d avait été détectée par SpitzerSpitzer en utilisant la méthode du transit en octobre 2019, ce qui permettait d'estimer sa taille et sa période orbitalepériode orbitale, en l'occurrence de 2,8 jours autour de son étoileétoile hôte. Mais comme celle-ci est beaucoup plus petite et moins brillante que le Soleil, la température sur LP 791-18 d n'est donc que légèrement supérieure à celle de la Terre. Elle pourrait avoir une atmosphèreatmosphère et comme elle est proche du Système solaireSystème solaire, le James-Webb pourrait être bavard à son sujet dans un avenir proche.
Les deux autres exoplanètes découvertes, elles, avec Tess - mais toujours par la méthode du transit planétaireméthode du transit planétaire - sont telles que LP 791-18 b est environ 20 % plus grande que la Terre et boucle son orbite en un peu moins d'un jour terrestre, alors que LP 791-18 c est environ 2,5 fois plus grande que la Terre et a une période orbitale d'environ cinq jours.
Il en résulte que la dernière exoplanète découverte, LP 791-18 d, se déplace entre les orbites des deux précédentes. Son étude montre que soumise aux perturbations gravitationnelles des autres planètes, elle est amenée à adopter une orbite elliptique qui la conduit à se rapprocher périodiquement de la naine rouge, subissant d'importantes forces de maréeforces de marée en conséquence non seulement de l'étoile, mais aussi des deux autres planètes qui, au plus près, ne sont séparées que par 1,5 million de kilomètres - une distance 33 fois plus petite que celle entre Mars et la Terre lorsqu'elles sont au plus proche, comme l'explique le communiqué de l'iREx.
Si l'on se fie aux calculs dont le bien-fondé a déjà été testé dans le cas du Système solaire avec la lune Io autour de Jupiter, on est conduit à penser que LP 791-18 d doit être une super Io couverte comme la lunelune volcanique de JupiterJupiter de nombreux volcansvolcans (le rapprochement est d'autant plus justifié que la naine rouge LP 791-18 est à peine plus grande que Jupiter). En malaxant en quelque sorte les corps élastiques que sont Io et LP 791-18 d, les forces de marée doivent en effet produire une dissipation d'énergieénergie gravitationnelle sous forme de chaleurchaleur au point de chauffer fortement les deux corps célestes.
LP 791-18 d, un laboratoire pour la géologie comparée ?
LP 791-18 d étant de la taille de la Terre, on peut s'attendre à un dégazagedégazage volcanique important à un moment de son histoire et elle possède peut-être une atmosphère en conséquence, ce qui fait d'ailleurs que l'exoplanète pourrait aussi être une analogue de VénusVénus. Toutes ces possibilités font dire à Björn Benneke que « la découverte de cette exoplanète est extraordinaire. La similitude des propriétés de LP 791-18 d et de la Terre ainsi que la perspective d'une activité géologique et d'un volcanismevolcanisme détectables en font un objet clé pour mieux comprendre la formation et l'évolution des mondes terrestres. Ce système offre aux astronomes un laboratoire précieux pour tester différentes hypothèses relatives à la formation et à l'évolution des planètes terrestres. L'étude de la planète LP 791-18 d, un monde de la taille de la Terre probablement couvert de volcans, permettra sans doute de faire progresser non seulement l'astronomie, mais aussi de nombreux autres domaines scientifiques, notamment la géologiegéologie, les sciences de la Terre, les sciences de l'atmosphère et peut-être l'exobiologie ».
Caroline Piaulet, étudiante de doctorat à l'UdeM, qui a participé à la découverte, explique quant à elle - et toujours dans le même communiqué de l'iREx - que « l'importante frictionfriction provoquée par la présence d'une planète qui passe très proche de LP 791-18 d augmente considérablement la température de l'intérieur de cette planète et permet sans doute l'existence d'un océan de magmamagma sous la surface. Dans notre Système solaire, nous savons qu'Io, une lune de Jupiter, est affectée de la même manière par Jupiter et ses autres lunes, et ce monde est le plus volcanique que nous connaissions ».
On peut donc faire clairement de la planétologie comparée, d'autant plus que les observations de variations des temps de transit des planètes c et d avec des télescopestélescopes terrestres, en livrant les effets des attractions gravitationnelles entre les exoplanètes, permettent également d'estimer leurs masses et donc leurs densités, connaissant leurs rayons. LP 791-18 d a ainsi une masse comparable à celle de la Terre et de fait une densité compatible avec une composition rocheuse comme celle de la Terre. LP 791-18 c est environ sept fois plus massive que la Terre, en conséquence de quoi les chercheurs pensent qu'elle a probablement conservé une quantité importante de gazgaz ou de matériaux plus légers, ce qui en ferait même une mini-Neptune.
En 1995, la détection d’une exoplanète, une planète en orbite autour d’un autre Soleil, ouvre le rêve d’autres mondes à l’Univers tout entier. Combien sommes-nous de planètes habitables, voire habitées dans notre Galaxie : des milliards ou une seule ? De nouvelles techniques d’observation depuis l’espace améliorent la sensibilité. Avec le télescope spatial Kepler, le nombre d’exoplanètes explose. En 2018, on en dénombrait près de 4 000. Partez à la découverte des exoplanètes à travers notre websérie en neuf épisodes. Une vidéo à retrouver chaque semaine sur notre chaîne Youtube. Une playlist proposée par le CEA et l’Université Paris-Saclay dans le cadre du projet de recherche européen H2020 Exoplanets-A. © CEA Recherche
