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L'exoplanète Kepler 438b, une jumelle de la Terre menacée par son étoile

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Désarmée face aux agressions permanentes du vent solaire, notre voisine Mars a perdu quasiment toute son atmosphère. Dans le cas de Kepler 438b, une exoplanète qui ressemble en de nombreux points à la Terre — une des meilleures candidates à l'habitabilité —, la situation est encore plus catastrophique. La naine rouge autour de laquelle elle orbite est en réalité un astre qui, bien que plus petit et moins brillant que notre Soleil, sème la terreur autour de lui au moyen de tempêtes bien plus violentes que celles de notre étoile. Dans ces conditions, cette « jumelle » n'apparaît plus comme un monde habitable.

Interview : qu'est-ce qu'une exoplanète ?  La question des exoplanètes est très ancienne en astronomie. Leur existence est pour la première fois attestée de façon indirecte dans les années 1990. Futura-Sciences a rencontré Jean-Pierre Luminet, astrophysicien de renom, afin qu’il nous parle plus en détail de ce passionnant sujet. 

Comme nous l'avons appris récemment à travers les observations de Maven (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), l'atmosphère de Mars a été lentement mais sûrement réduite à une portion congrue par le vent solaire qui la ronge depuis plusieurs milliards d'années. Cette érosion s'accélère d'autant plus, à des rythmes 10 fois plus élevés, lorsque surviennent de violentes tempêtes et des épisodes d'intenses éjections de masse coronale. Face à cette agression, la Planète rouge demeure sans défense depuis que son champ magnétique s'est tu. Est-ce que le même sort attend la Terre, située plus près encore du Soleil ? La réponse est non, du moins pas tout de suite. Cela durera tant que le noyau sera chaud et actif.

Par ailleurs, au regard de ce qui passe pour Kepler 438b, une « jumelle de la Terre » située à quelque 470 années-lumière de notre Système solaire, nous, Terriens, avons la chance d'être en orbite autour d'une étoile relativement calme comme le Soleil, une naine jaune. Même s'il était beaucoup plus colérique et instable dans sa jeunesse, son évolution a permis en effet qu'une petite planète rocheuse possédant une atmosphère comme la Terre puisse accueillir et développer une vie complexe sans la menacer continuellement. On ne peut pas en dire autant de cette cousine, Kepler 438b, qui gravite autour d'une étoile plus tumultueuse, comme le montre une étude dirigée par David Armstrong (université de Warwick) et publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Comparaison de la Terre avec deux exoplanètes, parmi les meilleures candidates à ce jour à l’habitabilité : Kepler 186f et Kepler 438b. On pourrait aussi ajouter Kepler 452b dont la découverte fut annoncée en juillet 2015. Kepler 238b est 1,1 fois plus grande que la Terre et gravite à 25 millions de kilomètres d’une naine rouge très turbulente. © Nasa

Kepler 438, une étoile petite mais très violente

De par ses caractéristiques physiques, Kepler 438b était jusqu'à présent, de toutes les exoplanètes connues, celle qui présentait l'indice de similarité avec la Terre, IST (ESI en anglais pour Earth Similarity Index), le plus élevé. 12 % plus grande que notre planète, il y a de grandes chances qu'elle soit rocheuse (estimée à 70 %) selon ses découvreurs qui y voyaient une « candidate très prometteuse » lors de sa présentation en janvier 2015. D'autant plus que sa position relative à son étoile, Kepler 438, suggère que le rayonnement qu'elle reçoit en fait un monde potentiellement habitable avec des températures comparables à celles que nous connaissons. À condition bien sûr, qu'elle possède aussi une atmosphère.

Mais cet optimisme est douché par le profil type de son étoile hôte : une naine rouge. Effectivement, bien que plus petite, beaucoup moins chaude et massive que notre Soleil, les étoiles comme Kepler 438a peuvent être redoutables de par leurs sautes d'humeur régulières. Leurs violences anéantissent tout espoir que la vie puisse y éclore. Située à seulement 25 millions de kilomètres de son étoile (sa période orbitale est de 35 jours), l'exoplanète découverte par transit essuie, selon ces recherches, des tempêtes à un rythme moyen de quelques centaines de jours. Rien à voir avec celles de notre Soleil : elles sont environ 10 fois plus puissantes que les plus puissantes jamais enregistrées à la surface de notre étoile (équivalentes à 100 milliards de mégatonnes de TNT !). Il faut ajouter à ces phénomènes, les éjections de masse coronale qui les accompagnent, ces grosses bouffées de plasma qui, dans ce cas, lancées à l'assaut de la magnétosphère de la planète (si elle en est pourvue) sont en mesure de dévaster inexorablement son atmosphère.

Bref, il ne fait pas bon vivre autour de Kepler 438, du moins si près, c'est-à-dire aux limites de sa zone habitable, ni autour des naines rouges en général. Ce qui est regrettable, car ces étoiles sont très nombreuses dans la Galaxie (peut-être 80 % de la population de la Voie lactée) et on découvre beaucoup d'exoplanètes dans leur environnement si turbulent.

Considérée comme une candidate très prometteuse depuis sa découverte en janvier 2015, Kepler 438b est une jumelle de la Terre vraisemblablement stérilisée par les turbulences violentes et récurrentes de son étoile, une naine rouge. © Mark A Garlick, University of Warwick