Impression d’artiste montrant l’évolution potentielle de l’exoplanète LP 890-9c d’une Terre chaude à une Vénus desséchée. Crédit : Carl Sagan Institute/R. Payne
À quelle distance d’une étoile une planète rocheuse peut-elle encore abriter de l’eau et de la vie ? Une exoplanète récemment découverte pourrait permettre de résoudre ce mystère.
La « Super-Terre » LP 890-9c, également appelée SPECULOOS-2c, fournit des informations précieuses sur les conditions qui règnent à la limite intérieure de la zone habitable d’une étoile et explique le développement contrasté de la Terre et de Vénus. Les recherches ont été menées par Lisa Kaltenegger, professeur agrégé d’astronomie à l’université de Cornell.
Son équipe a découvert que LP 890-9c, qui orbite près de la limite intérieure de la zone habitable de son système solaire, aurait un aspect très différent selon qu’elle possède encore des océans chauds, une atmosphère de vapeur ou qu’elle a perdu son eau – en supposant qu’elle ait eu autrefois des océans comme ceux de la Terre.
« L’observation de cette planète nous permettra de savoir ce qui se passe à la limite intérieure de la zone habitable, c’est-à-dire combien de temps une planète rocheuse peut rester habitable lorsqu’elle commence à devenir chaude », a déclaré M. Kaltenegger. « Elle nous apprendra quelque chose de fondamental sur la façon dont les planètes rocheuses évoluent avec l’augmentation de la lumière des étoiles, et sur ce qui nous arrivera un jour, à nous et à la Terre.
Kaltenegger est l’auteur principal de « Hot Earth or Young Venus ? A Nearby Transiting Rocky Planet Mystery », publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : Letters.
LP 890-9c est l’une des deux super-Terres en orbite autour d’une étoile naine rouge située à 100 années-lumière de la Terre, ont annoncé des chercheurs l’année dernière. (Le Transiting Exoplanet Survey Satellite de la NASA avait déjà identifié LP 890-9b). Selon les chercheurs, la présence d’eau liquide ou d’une atmosphère riche en vapeur d’eau est possible sur LP 890-9c, qui est environ 40 % plus grande que la Terre et fait le tour de la petite étoile froide en 8,5 jours.
Ces critères suggèrent qu’il s’agit de l’une des meilleures cibles à étudier pour le JWST parmi les planètes terrestres connues et potentiellement habitables, en plus du système TRAPPIST-1.
Les modèles de l’équipe sont les premiers à détailler les différences dans les signatures chimiques générées par les planètes rocheuses proches de la limite intérieure de la zone habitable, en fonction de variables telles que la taille, la masse, la composition chimique, la température et la pression de surface, la hauteur atmosphérique et la couverture nuageuse de la planète. Ces calculs ont permis d’estimer le temps nécessaire au JWST pour confirmer la composition de base d’une atmosphère, si elle existe.
Les modèles couvrent plusieurs scénarios censés refléter les étapes de l’évolution des planètes rocheuses, allant d’une « Terre chaude » où la vie serait encore possible, à une Vénus désolée dotée d’une atmosphère de dioxyde de carbone. Entre les deux, la Terre devrait connaître des phases où le soleil devient de plus en plus brillant et chaud avec l’âge, entraînant l’évaporation progressive des océans et le remplissage de l’atmosphère par de la vapeur d’eau, avant de s’évaporer complètement.
La durée de ces processus est inconnue, et les astronomes estiment que LP 890-9c offre une occasion rare d’explorer cette évolution.
« Cette planète est la première cible sur laquelle nous pouvons tester ces différents scénarios », a déclaré Kaltenegger. « S’il s’agit toujours d’une Terre plus chaude – chaude, mais avec de l’eau liquide et des conditions propices à la vie – alors la chronologie est plus lente que nous le pensions. Si nous constatons qu’il s’agit déjà d’une véritable Vénus, l’eau disparaît rapidement. »
Il est possible que LP 890-9c n’ait pas d’atmosphère et n’abrite pas de vie, ou qu’elle ressemble à une Vénus avec d’épais nuages qui empêcheraient la lumière de se refléter et ne fourniraient donc que peu d’informations. Des recherches plus approfondies promettent de fournir des indices précieux, a déclaré M. Kaltenegger.
« Nous ne savons pas à quoi pourrait ressembler cette planète à la limite de l’habitabilité, c’est pourquoi nous devons chercher », a-t-elle déclaré. « C’est ce que l’on appelle une véritable exploration.
Référence : « Hot Earth or Young Venus ? A nearby transiting rocky planet mystery » par L Kaltenegger, R C Payne, Z Lin, J Kasting et L Delrez, 21 juin 2023, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
DOI : 10.1093/mnrasl/slad064