Sciences

Des averses de pierres sur l'exoplanète Corot-7b ?

ActualitéClassé sous :Astronomie , Corot-7b , exoplanète

Selon un programme utilisé pour simuler le volcanisme sur Io, l'un des lunes de Jupiter, l'exoplanète rocheuse découverte récemment par Corot en orbite autour d'une étoile naine dans la constellation de la Licorne serait le siège d'un étrange phénomène : il y pleuvrait des petits cailloux !

A Hawaï, la surface d'un lac de lave sur le Halema‘uma‘u ressemble probablement aux lacs de lave sur la surface de Corot-7b. Crédit : J. P. Eaton

« Il y a plus de choses dans le Ciel et sur la Terre, Horatio, qu'il n'en est rêvé dans votre philosophie. » Cette citation célèbre du Hamlet de William Shakespeare pourrait être une fois de plus vérifiée par les futures découvertes de l'astrophysique si l'on en croit deux chercheurs de l'Université Washington à St. Louis.

Laura Schaefer et Bruce Fegley Jr, deux chercheurs américains, ont appliqué leurs connaissances en géochimie et minéralogie pour tenter de comprendre l'atmosphère de la planète Corot-7b. Cinq fois plus massive que la Terre et d'un diamètre presque double, cette planète tourne à seulement 2,5 millions de kilomètres de son étoile hôte, une naine orange.

Découverte récemment par le satellite Corot, elle est si proche de son étoile quelle doit déjà avoir atteint l'état de de rotation synchrone, comme c'est le cas pour Mercure. Mais Corot-7b est bien plus proche encore de son étoile (Corot-7). Le rayon de son orbite est 23 fois inférieur à celui de Mercure. La température doit donc y être très élevée et il n'y a bien sûr aucune chance que de la vie y soit présente.

En tenant compte de ces deux données, orbite synchrone et de faible rayon, les modèles des astrophysiciens conduisent à attribuer une température de 2.600 kelvins sur la face diurne perpétuellement éclairée par Corot-7 et une température de seulement 50 kelvins pour la face nocturne, perpétuellement dans l'obscurité. A quoi pouvaient donc bien ressembler la surface et l'atmosphère d'une telle exoplanète tellurique ?

C'est pour répondre à ces questions que Schaefer et Fegley ont utilisé un programme conçu en 1986 en collaboration avec le grand A. G. W. Cameron, bien connu pour ses travaux sur les étoiles à neutrons et la formation du système solaire. Baptisé Magma, ce programme permet de prédire l'apparition de minéraux par condensation d'un gaz d'atomes à hautes températures.

Des fontaines de laves sur la surface soufrée de Io, l'une des lunes de Jupiter. Crédit : Nasa

Comme une tour de distillation de pétrole brut

Un tel gaz, se condensant en minéraux quand il refroidit, a souvent été postulé pour comprendre la formation des planètes dans la nébuleuse proto-solaire. Il devait exister aussi à la surface de la Terre et de la Lune lorsqu'elles étaient recouvertes par un océan de magma. En 2004, Schaefer et Fegley l'avait adapté pour tenir compte des conditions régnant à la surface de Io, la lune volcanique autour de Jupiter. Appliqués à Corot-7b, les calculs d'équilibres thermochimiques du programme conduisent à de bien singulières conclusions.

Par exemple la surface de l'exoplanète sur la face diurne doit être couverte de lacs de lave similaires à ceux que l'on connaît à Hawaï mais à une échelle bien plus imposante.

L'atmosphère quant à elle ne doit contenir ni azote, ni vapeur d'eau, ni gaz carbonique mais, paradoxalement, elle est riche en oxygène. Cela ne doit pas surprendre, les silicates formant les planètes telluriques sont riches en atomes d'oxygène. Le quartz des granites, par exemple, est majoritairement constitué d'association de tétraèdres de formule SiO4. Portées à hautes températures, les roches en fusion de la surface de Corot-7b doivent donc libérer des quantités non négligeables d'oxygène.

Selon les calculs de Magma, l'atmosphère de Corot-7b serait stratifiée à la manière d'une tour de distillation pour le pétrole, différentes molécules s'étageant verticalement en fonction de leur volatilité. Selon l'altitude et la température, différents minéraux doivent se condenser.

Essentiellement composée de vapeur de sodium, de potassium, de monoxyde de silicium et donc aussi d'oxygène, l'atmosphère doit voir apparaître des minéraux tels que la wollastonite, la spinelle et le corindon, pour n'en citer que quelques-uns.

La conclusion la plus remarquable de cette étude est qu'il doit par conséquent se produire sur Corot-7b de véritables pluies de petits cailloux tombant à la surface de lacs de lave et issus de ce que l'on pourrait nommer des nuages rocheux.

Cela vous intéressera aussi