Découverte exceptionnelle d’un nouveau type d’exoplanètes riches en eau

Le « Water world » de Kevin Costner n'était pas des plus accueillant. Heureusement, ce genre de monde n'existe pas ailleurs que dans les théories des scientifiques. Sur les plus de 5 000 exoplanètes découvertes à ce jour, pas un seul « water world ». Pas un seul « monde océan ». Mais des astronomes de l’université de Montréal (Canada) semblent bien avoir tout juste mis la main, à quelque 218 années-lumière seulement de la Terre, sur ce qui pourrait bien être les deux premiers jamais observés.

Entre 2014 et 2016, les chercheurs ont tourné les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer vers le système planétaire sous le nom de Kepler-138. Il se situe dans la constellation de la Lyre. Depuis 2014, les astronomesastronomes y avaient identifié, grâce aux données du télescope spatialtélescope spatial Kepler, trois exoplanètes. Les observations de Hubble et Spitzer y ont découvert une quatrième planète située dans la zone dite habitable de son étoileétoile. Et c'est forts de cette nouvelle information que les chercheurs ont évalué les tailles et les massesmasses de deux exoplanètes du système, Kepler-138 c et Kepler-138 d

Première surprise : alors qu'ils les imaginaient radicalement différentes, elles se sont révélées très semblables. Presque des jumelles. Toutes deux présentent un volumevolume plus de trois fois plus important que celui de notre Planète. Mais des masses seulement deux fois plus élevées. Des densités, donc, bien inférieures à celle de la Terre. Qui laissent supposer qu'une part importante de leur volume -- jusqu'à la moitié -- est constituée de quelque chose de plus léger que la roche -- qui compose les planètes semblables à la nôtre --, mais aussi, de plus lourd que l'hydrogènehydrogène ou l'héliumhélium -- qui composent la majeure partie des géantes gazeusesgéantes gazeuses. De l'eau ?

Beaucoup d’eau pour ces planètes

Jusque-là, les astronomes pensaient que les planètes juste un peu plus grandes que la nôtre lui ressemblaient beaucoup. Ils parlaient d'ailleurs de super-Terressuper-Terres. Alors, comment décrire ces exoplanètes nouvellement étudiées ? Probablement comme des versions agrandies d'Europe ou d'EnceladeEncelade, des luneslunes riches en eau autour de JupiterJupiter et de SaturneSaturne. Mais plus proches de leur étoile. Et donc, non pas avec une surface glacée, mais plutôt une grande enveloppe de vapeur d’eau.

Kepler-138 d possèderait un intérieur composé de métaux et de roches. Mais aussi une épaisse couche d’eau à haute pression sous diverses formes (eau supercritique et potentiellement liquide) dans les profondeurs de la planète, en bleu foncé) et une épaisse enveloppe de vapeur d’eau (nuances de bleu) au-dessus. Des couches d’une profondeur d’environ 2 000 kilomètres. La Terre, en comparaison, présente une profondeur moyenne des océans de moins de 4 kilomètres. © Benoit Gougeon, Université de Montréal

Les chercheurs notent en effet que la température de l'atmosphèreatmosphère de Kepler-138 c et Kepler-138 d est probablement supérieure au point d'ébullition de l'eau. Ces planètes pourraient donc ne pas présenter d'océans de surface. Pas grand-chose à voir avec le Waterworld de Kevin Costner, alors. Mais tout ceci devra attendre la confirmation d'observations réalisées avec le télescope spatial James-Webb. Celles-ci, en effet, devraient permettre de dévoiler la composition des atmosphères de ces drôles d'exoplanètes.

Déjà, les astronomes s'enthousiasment de cette nouvelle diversité découverte parmi les planètes de notre UniversUnivers. Des objets avec la densité des lunes glacées de notre Système solaire, mais bien plus grands et plus massifs. Une diversité qui résulte probablement d'une grande variété de processus de formation et d'évolution encore à définir.