Vue d'artiste d'exoplanètes. © Peter Jurik, Adobe Stock
Sciences

Des planètes en « coquille d'œuf » pour traquer des mondes habitables

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[EN VIDÉO] Proxima b, l’exoplanète la plus proche de nous !  Il s’agit de la seule planète connue à ce jour orbitant autour de Proxima du Centaure, une étoile située dans Alpha Centauri. Ce système est le plus proche de notre Système solaire, à “seulement” 4,244 années-lumières de nous. 

Des scientifiques américains et du CNRS ont cherché à simuler la capacité d'une exoplanète tellurique, composée de roches, à présenter une activité tectonique, en faisant varier différents facteurs inhérents à la planète ainsi qu'à son étoile hôte. Leur modèle pourrait être utilisé pour la recherche future de mondes habitables.

Sur Terre, l'apparition et la diversification de la vie semble intimement liée à l'activité géologique de la Planète (flux d'énergie, dégazage) ainsi qu'à son activité tectonique. Ainsi, la capacité d'une exoplanète à présenter de la tectonique pourrait être un facteur crucial quant à la recherche de planètes extrasolaires habitables.

Une équipe de scientifiques français et américains a cherché à simuler l'épaisseur de la lithosphère (couche externe d'une planète rocheuse, généralement rigide et fragile) d'une exoplanète, en partant du postulat que le comportement de cette lithosphère était le principal facteur impactant la capacité d'une planète à présenter une activité tectonique. Dans leur modèle, l'épaisseur de la couche externe peut dépendre de différents paramètres propres à la planète -- sa taille, son âge, sa composition, ses températures interne et de surface -- ainsi qu'à l'étoile autour de laquelle elle orbite -- sa luminosité ainsi que sa distance à la planète.

Des planètes en « coquille d’œuf » ?

L'équipe de chercheurs est initialement partie d'une exoplanète semblable à la Terre, par sa taille et sa composition, et d'après leurs premiers résultats, l'âge, la taille et la température de surface semblent être les paramètres les plus importants quant à l'épaisseur de la lithosphère. Ainsi, des planètes plus petites et plus âgées présenteraient des lithosphères généralement plus épaisses, tandis que des planètes plus jeunes ou plus grosses présenteraient des lithosphères plus fines et fragiles.

Épaisseur de la lithosphère de la Terre, de Mars, et de deux exoplanètes connues en fonction de sa dureté. © North Carolina State University

Mais certaines combinaisons de paramètres ont parfois amené les scientifiques à découvrir des planètes présentant des lithosphères extrêmement fines, qu'ils surnomment « planètes en coquille d'œuf ». Ces exoplanètes auraient une seule et unique lithosphère avec pas ou presque peu de topographie en surface, et ne présenteraient pas de tectonique, limitant leur capacité à abriter de la vie.

D'après l'étude, un tel type d'exoplanète pourrait exister dans le cas où la planète serait très jeune, aurait des éléments radiogéniques qui chaufferaient la planète de l'intérieur, et présenterait une forte température de surface (soit grâce à sa faible distance à son étoile, soit grâce à un fort effet de serre). Ils avancent d'ailleurs que deux exoplanètes actuellement connues puissent être des planètes « coquille d'œuf » !

Un modèle pour rechercher des mondes habitables ?

Grâce à leur étude, les scientifiques proposent que leur modèle soit utilisé comme un manuel pratique quant à la recherche de mondes éventuellement habitables : d'après Paul K. Byrne, principal auteur de l'étude, « si vous avez une planète donnée, à une distance à son étoile donnée et avec une masse connue, ce modèle peut permettre l'estimation de nombreuses autres caractéristiques », dont sa capacité à présenter de la tectonique.

Leur modèle pourrait alors contribuer à la recherche d'exoplanètes éventuellement habitables, et ce, sur de longues périodes, la vie ayant besoin d'un certain temps pour se développer durablement.

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