L’eau découverte dans l’atmosphère d’une Exoplanète dans la zone habitable. Il se peut qu’il tombe de la pluie

Les astronomes qui utilisent le télescope spatial Hubble ont découvert de l’eau dans l’atmosphère d’une exoplanète dans la zone habitable de son étoile. S’il est confirmé, ce sera la première fois que nous détecterons de l’eau – un ingrédient essentiel pour la vie telle que nous la connaissons – sur une exoplanète. L’eau a été détectée sous forme de vapeur dans l’atmosphère, mais la température de la planète signifie qu’elle pourrait contenir de l’eau liquide à sa surface, si elle est rocheuse.

La planète s’appelle K2-18b, et elle est à 110 années-lumière d’ici. La planète est très différente de la Terre. C’est une Super-Terre, et elle est deux fois plus grande que la Terre, et environ 8 fois plus massive. K2-18b est en orbite autour d’une étoile naine rouge, et a été découvert pour la première fois en 2015 par le télescope spatial Kepler.

« Trouver de l’eau sur un monde potentiellement habitable autre que la Terre est incroyablement excitant. »

M. Angelos Tsiaras (UCL Centre for Space Exochemistry Data, CSED)
Des astronomes du Center for Space Exochemistry Data de l’University College de Londres, au Royaume-Uni, ont découvert les données de la caméra grand champ 3 du télescope spatial Hubble. Leurs résultats sont publiés dans un article intitulé « Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight-Earth-mass planet K2-18 b » publié dans Nature Astronomy. La détection est basée sur la signature spectroscopique de l’eau dans l’atmosphère de l’exoplanète.

Dans un communiqué de presse, le premier auteur, Angelos Tsiaras (UCL Centre for Space Exochemistry Data, CSED), a déclaré : « Trouver de l’eau sur un monde potentiellement habitable autre que la Terre est incroyablement excitant. K2-18b n’est pas ‘Terre 2.0’ car elle est beaucoup plus lourde et a une composition atmosphérique différente. Cependant, cela nous rapproche de la réponse à la question fondamentale : La Terre est-elle unique ? »

L’équipe à l’origine de la découverte a mis au point des algorithmes et a fait passer les données Hubble archivées de 2016 et 2017 à travers eux. Ils ont analysé la lumière des étoiles de l’étoile naine rouge qui traversait l’atmosphère de l’exoplanète. Ils ont découvert la signature moléculaire de l’eau, de l’hydrogène et de l’hélium.


À l’aide des données de Hubble, les scientifiques ont analysé la lumière des étoiles filtrée dans l’atmosphère du K2-12b et ont trouvé la signature chimique de l’eau. Image : NASA

Ces résultats restent à confirmer, mais si et quand ils le seront, les implications sont intrigantes. Les scientifiques pensent que les super-Terre comme celle-ci sont le type de planète le plus commun dans la Voie Lactée. Et les étoiles naines rouges comme celle des orbites K2-18b sont le type d’étoile le plus courant. Ils sont aussi les plus frais et les plus durables, en plus d’être les plus petits. Cela indique qu’il pourrait potentiellement y avoir beaucoup plus d’exoplanètes semblables à celle-ci.

Kepler a découvert des centaines de Super-Terre, qui sont des planètes avec des masses entre la Terre et Neptune, et le TESS de la NASA devrait en trouver des centaines autres. Selon le co-auteur de ce nouvel article, le Dr Ingo Waldmann, ceci est de bon augure pour trouver des exoplanètes potentiellement habitables.

Dans un communiqué de presse, le Dr Waldmann a déclaré :  » Avec tant de nouvelles super-terres qui devraient être découvertes au cours des deux prochaines décennies, il s’agit probablement de la première découverte de nombreuses planètes potentiellement habitables. Ce n’est pas seulement parce que les super-Terre comme K2-18b sont les planètes les plus communes dans notre Voie Lactée, mais aussi parce que les naines rouges – étoiles plus petites que notre Soleil – sont les étoiles les plus communes. »

La planète a une année très courte. Il ne faut que 33 jours pour compléter une orbite. Les chercheurs pensent que K2-18b est soit une planète rocheuse, soit une planète glacée. Si elle est verglacée, elle peut contenir une grande quantité d’eau à l’intérieur. Mais ce ne sont là que des résultats préliminaires.

« Cette étude contribue à notre compréhension des mondes habitables au-delà de notre système solaire et marque une nouvelle ère dans la recherche exoplanétaire… »DR. ANGELOS TSIARAS (CENTRE DE DONNÉES EXOCHIMIQUES SPATIALES DE L’UCL, CSED)

Selon les auteurs, l’atmosphère pourrait également contenir de l’azote et du méthane, deux substances chimiques associées à la vie. Mais malheureusement, ils n’ont pas été en mesure de les détecter. Il faudra attendre d’autres études qui leur permettront également d’estimer la couverture nuageuse et le pourcentage d’eau dans l’atmosphère.

K2-12b est très proche de son étoile, mais comme les naines rouges ne sont pas aussi énergétiques que notre Soleil, l’exoplanète reçoit environ autant d’énergie que la Terre. Les calculs des astronomes montrent que sa température est similaire à celle de la Terre : Quelque part dans la gamme d’environ -72 degrés Celsius à 47 degrés Celsius.

Ce sont des résultats passionnants, mais les perspectives de vie sur cette exoplanète ne sont pas grandes. Bien que la planète elle-même se trouve dans la zone habitable de l’étoile, l’étoile qu’elle orbite pourrait ne pas être très hospitalière. Les naines rouges peuvent émettre beaucoup de fusées éclairantes, et toute cette énergie peut sérieusement limiter le potentiel de vie.


Une conception artistique d’un événement superflare, sur une étoile naine. Les astronomes ne savent pas à quel point l’étoile hôte de la K2-12b est active, mais les naines rouges peuvent être très énergiques et imprévisibles. Source de l’image : Mark Garlick/Université de Warwick

D’autre part, le fait que le K2-12b ait une atmosphère est excitant, d’autant plus qu’elle contient beaucoup d’hydrogène. Une atmosphère peut protéger une planète du rayonnement d’une étoile, tout comme le fait la Terre. Si l’atmosphère de la planète est dominée par l’hydrogène, qui est très léger et facilement dissipé par le rayonnement stellaire, c’est une indication que, d’une certaine façon, K2-12b pourrait être protégé, même s’il est en orbite autour d’une naine rouge.

La taille de la K2-12b, et d’autres Super-Terre, est aussi un facteur en faveur de l’habitabilité. « L’eau peut rester assez longtemps parce que les super-terres peuvent conserver leur atmosphère plus longtemps, parce qu’elles ont une plus grande gravité « , a déclaré Giovanna Tinetti, physicienne et co-auteure de l’article, dans un communiqué de presse.

« Cette étude contribue à notre compréhension des mondes habitables au-delà de notre système solaire et marque une nouvelle ère dans la recherche sur les exoplanètes, cruciale pour placer la Terre, notre seule demeure, dans l’image globale du Cosmos « , a déclaré le Dr Tsiaras.

La Terre est-elle unique ? Il n’y aura pas de réponse rapide à cette question, mais des études comme celle-ci nous aident le moins à comprendre la Terre par rapport à la population des exoplanètes. Crédit : GOES-17/NOAA/NASA

Cette découverte nécessite des observations de suivi pour la confirmer. Nous avons également besoin de meilleurs télescopes pour étudier plus en détail son atmosphère et celle d’autres exoplanètes. Deux télescopes à l’horizon s’attaqueront à ce travail. Le télescope spatial James Webb aura la puissante capacité d’examiner les atmosphères des exoplanètes, ce qui est vraiment la prochaine étape dans la compréhension de toutes les exoplanètes découvertes par Kepler, et qui sera trouvée par TESS.

La mission ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) de l’ESA sera lancée en 2028 et étudiera en détail l’atmosphère d’environ 1000 exoplanètes. ARIEL, avec le JWST, nous permettra de mieux comprendre la K2-12b et les exoplanètes comme elle.


Nous attendons depuis longtemps le JWST. Il a le pouvoir d’examiner les atmosphères de planètes très éloignées. Le télescope spatial James Webb dans une salle blanche du Centre spatial Johnson de la NASA à Houston. Source : NASA/JSC

Le professeur Giovanna Tinetti (UCL CSED), co-auteur et chercheur principal pour ARIEL, a déclaré : « Notre découverte fait de la K2-18b l’une des cibles les plus intéressantes pour des études futures. Plus de 4000 exoplanètes ont été détectées mais nous ne savons pas grand-chose sur leur composition et leur nature. En observant un grand échantillon de planètes, nous espérons révéler des secrets sur leur chimie, leur formation et leur évolution. »

« Comprendre comment l’habitabilité évolue dans une atmosphère riche en hydrogène va être un sujet d’étude très intense au cours des 10 prochaines années « , a déclaré Waldmann.

Via UniverseToday

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