Découverte d’une exoplanète glacée avec un océan liquide (et peut-être une atmosphère) dans une zone habitable
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Le télescope spatial James Webb fait des découvertes depuis son lancement en 2021. En mai dernier, il a battu un record de distance en découvrant une galaxie très lointaine. Il a également mis en évidence des centaines de planètes errantes au sein de la nébuleuse d’Orion. Tout récemment, il a accompli un nouvel exploit en permettant à une équipe de planétologues du CNRS — en collaboration avec des astronomes de l’Université de Montréal — de déterminer l’existence d’une exoplanète glacée abritant potentiellement une atmosphère similaire à celle de la Terre.
» C’est la première fois que nous observons un soupçon d’atmosphère sur une exoplanète rocheuse ou riche en glace dans une zone habitable. » a déclaré Ryan MacDonald, chercheur à l’Université du Michigan et à la NASA, dans un communiqué. Baptisée LHS 1140 b, l’exoplanète a été découverte en 2017. Située à environ 48 années-lumière de la Terre dans la constellation de la Baleine, elle orbite autour d’une étoile naine rouge de faible masse, environ un cinquième de la taille du Soleil et 1,7 fois la taille de la Terre. Depuis sa découverte, elle a été observée de près par les télescopes spatiaux Hubble, Spitzer et TESS.
Les équipes du CNRS et de l’Université de Montréal avaient déjà collaboré sur ces observations, ce qui leur avait permis de mesurer ensuite précisément la masse et le diamètre de LHS 1140 b. C’est ainsi qu’ils ont découvert que la planète avait une faible densité, ce qui suggère la présence d’une épaisse enveloppe d’hydrogène et d’hélium. C’est pourquoi les scientifiques ont d’abord pensé qu’il s’agissait d’un mini-Neptune.
Mais en décembre 2023, le télescope spatial James Webb, utilisant l’instrument NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph), a révélé que l’exoplanète LHS 1140 b avait en réalité perdu son enveloppe d’hydrogène et d’hélium. Ainsi, en analysant les données récentes transmises par le JWST, les chercheurs ont écarté le scénario d’une mini-Neptune. Les éléments recueillis par l’équipe suggèrent que l’exoplanète est une « super-Terre » rocheuse ou glacée. Elle serait également riche en eau, ce qui en ferait une candidate idéale pour la recherche de vie extraterrestre.
Les observations de MacDonald et de son équipe suggèrent également que la planète pourrait être en orbite dans la zone habitable de son étoile. Cela suggère que LHS 1140 b reçoit suffisamment de rayonnement pour contenir de l’eau liquide.
LHS 1140 b est l’une des meilleures petites exoplanètes de la zone habitable que nous connaissons, capable d’abriter une atmosphère épaisse, et nous venons peut-être de trouver des preuves de la présence d’air sur ce monde. « , a ajouté MacDonald.
Présence potentielle d’azote et d’un océan
» De toutes les exoplanètes tempérées actuellement connues, LHS 1140 b pourrait être notre meilleure chance de confirmer un jour indirectement la présence d’eau liquide à la surface d’un monde extraterrestre au-delà de notre système solaire. « , a déclaré Charles Cadieux, doctorant à l’Université de Montréal. En effet, en effectuant une analyse indépendante et simultanée avec un autre instrument du JWST, le NIRSpec (un instrument qui opère à des longueurs d’onde différentes de NIRISS), les scientifiques ont découvert que la faible densité de la planète est due à une quantité d’eau bien plus importante que sur Terre. Ils estiment alors que 10 à 20 % de sa masse est composée d’eau. Cette découverte suggère également que LHS 1140 b ressemble à une « planète boule de neige » ou planète de glace, avec un océan d’eau liquide.
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Des analyses plus poussées suggèrent que l’atmosphère de l’exoplanète est très riche en azote. Ainsi, selon l’équipe, elle pourrait avoir une surface océanique d’environ 4 000 km de diamètre, avec une température de surface au centre de l’océan d’environ 20 °C. Bien que nous ayons besoin de davantage d’observations du JWST pour confirmer l’atmosphère riche en azote et rechercher d’autres gaz, il s’agit d’un début très prometteur. » conclut MacDonald.
Source : Lettres de la revue Astrophysical Journal
