L’exoplanète tempérée LHS 1140 b pourrait être un monde entièrement recouvert de glace (à gauche), semblable à Europe, la lune de Jupiter, ou un monde de glace avec un océan liquide sous-stellaire et une atmosphère nuageuse (au centre). LHS 1140 b fait 1,7 fois la taille de notre planète Terre (à droite) et est l’exoplanète de zone habitable la plus prometteuse à ce jour dans notre quête d’eau liquide au-delà du système solaire. Crédit : B. Gougeon/Université de Montréal
Une équipe d’astronomes a identifié une exoplanète tempérée comme un monde prometteur de super-Terre fait de glace ou d’eau.
Les résultats, dirigés par l’Université de Montréal, montrent que l’exoplanète de la zone habitable, LHS 1140 b, n’est probablement pas une mini-Neptune, une petite géante gazeuse (une grosse planète composée principalement de gaz) dotée d’une épaisse atmosphère riche en hydrogène. La planète, située à environ 48 années-lumière de la Terre dans la constellation de la Baleine, apparaît comme l’une des exoplanètes de la zone habitable les plus prometteuses connues, abritant potentiellement une atmosphère et même un océan d’eau liquide.
Les données du télescope spatial James Webb (JWST) ont été collectées en décembre 2023 et ajoutées aux données précédentes d’autres télescopes spatiaux Spitzer, Hubble et TESS pour consolider ce résultat, accepté pour publication dans Lettres du journal astrophysique cette semaine et actuellement disponible sur le arXiv serveur de préimpression.
« C’est la première fois que nous observons un indice d’atmosphère sur une exoplanète habitable, rocheuse ou riche en glace. Détecter les atmosphères sur les petits mondes rocheux est un objectif majeur du JWST, mais ces signaux sont beaucoup plus difficiles à voir que pour les atmosphères des planètes géantes », a déclaré Ryan MacDonald, chercheur Sagan de la NASA au département d’astronomie de l’UM, qui a joué un rôle clé dans l’analyse de l’atmosphère de LHS 1140 b.
« LHS 1140 b est l’une des meilleures petites exoplanètes de la zone habitable capable de supporter une atmosphère épaisse, et nous venons peut-être de trouver des preuves de la présence d’air sur ce monde. »
LHS 1140 b, un monde potentiellement habitable
LHS 1140 b, une exoplanète en orbite autour d’une naine rouge de faible masse mesurant environ un cinquième de la taille du Soleil, a captivé les scientifiques car elle est l’une des exoplanètes les plus proches du système solaire et se trouve dans la zone habitable de son étoile. Les exoplanètes trouvées dans cette « zone Boucle d’or » ont des températures qui permettraient à l’eau d’exister sous forme liquide, un élément crucial pour la vie telle que nous la connaissons sur Terre.
L’une des questions cruciales concernant LHS 1140 b était de savoir s’il s’agissait d’une exoplanète de type mini-Neptune ou d’une super-Terre, c’est-à-dire une planète rocheuse ou riche en eau plus grande que la Terre.
« Parmi toutes les exoplanètes tempérées actuellement connues, LHS 1140 b pourrait bien être notre meilleure chance de confirmer indirectement la présence d’eau liquide à la surface d’un monde extraterrestre au-delà de notre système solaire », a déclaré Charles Cadieux, auteur principal de l’article scientifique et doctorant à l’Université de Montréal. « Il s’agirait d’une étape majeure dans la recherche d’exoplanètes potentiellement habitables. »
Les données du JWST ouvrent de nouvelles perspectives
L’analyse des observations de l’équipe a fortement exclu le scénario d’une mini-Neptune, avec des preuves suggérant que l’exoplanète LHS 1140 b est une super-Terre qui pourrait même avoir une atmosphère riche en azote comme celle de la Terre. Cependant, l’équipe prévient que des observations supplémentaires avec les observations du JWST seront nécessaires pour confirmer la signature de l’azote gazeux.
Les estimations basées sur toutes les données accumulées révèlent que LHS 1140 b est moins dense que prévu pour une planète rocheuse de composition semblable à la Terre, ce qui suggère que 10 à 20 % de sa masse pourrait être composée d’eau. Cette découverte suggère que LHS 1140 b est un candidat convaincant pour un monde aquatique, ressemblant probablement à une boule de neige ou à une planète de glace avec un océan liquide potentiel au point substellaire, ou la zone de la surface de la planète qui serait toujours face à l’étoile hôte du système en raison de la rotation synchrone de la planète (un peu comme la lune de la Terre).
Présence possible d’une atmosphère et d’un océan
MacDonald a mené une analyse de récupération atmosphérique qui suggère que LHS 1140 b possède une atmosphère riche en azote, potentiellement similaire à l’atmosphère terrestre, qui est composée à 78 % d’azote. Bien qu’il ne s’agisse que d’un résultat provisoire, la présence d’une atmosphère riche en azote suggère que la planète a conservé une atmosphère substantielle, créant des conditions susceptibles de soutenir la présence d’eau liquide.
Cette découverte fait du scénario d’un monde aquatique/boule de neige le plus plausible. Les modèles actuels indiquent que si LHS 1140 b possède une atmosphère semblable à celle de la Terre, ce serait une planète boule de neige avec un océan en forme de cible d’environ 4 000 kilomètres de diamètre, soit l’équivalent de la moitié de la surface de l’océan Atlantique. La température de surface au centre de cet océan extraterrestre pourrait même atteindre 20 degrés Celsius.
L’atmosphère potentielle de LHS 1140 b et les conditions favorables à la formation d’eau liquide en font un candidat exceptionnel pour de futures études d’habitabilité. Cette planète offre une opportunité unique d’étudier un monde qui pourrait abriter la vie, étant donné sa position dans la zone habitable et la probabilité d’avoir une atmosphère capable de retenir la chaleur et de soutenir un climat stable.
« C’est notre premier aperçu fascinant d’une atmosphère sur une super Terre dans la zone habitable. Comparée à d’autres exoplanètes connues de la zone habitable, telles que celles du système TRAPPIST-1, l’étoile LHS 1140 semble plus calme et moins active, ce qui rend beaucoup moins difficile de distinguer l’atmosphère de LHS 1140 b des signaux stellaires causés par les taches stellaires », a déclaré MacDonald.
« Notre reconnaissance initiale de LHS 1140 b avec le JWST a révélé qu’il s’agissait peut-être de la meilleure exoplanète de zone habitable actuellement connue pour la caractérisation atmosphérique. Bien que nous ayons besoin de davantage d’observations du JWST pour confirmer l’atmosphère riche en azote et pour rechercher d’autres gaz, il s’agit d’un début très prometteur. »
Plus d’information:
Charles Cadieux et al, Spectroscopie de transmission de l’exoplanète de la zone habitable LHS 1140 b avec JWST/NIRISS, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2406.15136
Fourni par l’Université de Montréal
Citation: Des astronomes découvrent un monde de glace surprenant dans la zone habitable grâce aux données du JWST (2024, 8 juillet) récupéré le 8 juillet 2024 à partir de
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