Spitzer et TESS découvrent un monde de la taille de la Terre qui serait couvert de volcans

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Une équipe d’astronomes a découvert une exoplanète, ou un monde au-delà de notre système solaire, qui aurait la taille de la Terre et recouvert de volcans. Appelée LP 791-18 d, cette planète pourrait connaître des explosions volcaniques aussi fréquemment que la lune Io de Jupiter, le corps céleste le plus volcaniquement actif de notre système solaire.

Les astronomes ont trouvé la planète et l’ont étudiée à l’aide des données du satellite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA et du télescope spatial Spitzer, désormais à la retraite, ainsi que d’une suite d’observatoires au sol.

Un article scientifique sur cette planète – publié par une équipe dirigée par Merrin Peterson, étudiante diplômée à l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes (iREx) basé à l’Université de Montréal – paraît dans le numéro 17 de la revue scientifique de mai Nature.

“LP 791-18 d est verrouillé par la marée, ce qui signifie que le même côté fait constamment face à son étoile”, a déclaré Björn Benneke, co-auteur et professeur d’astronomie iREx, qui a planifié et supervisé l’étude. “Il est probable que le côté jour soit trop chaud pour que de l’eau liquide existe à la surface. Mais la quantité d’activité volcanique que nous soupçonnons de se produire sur la planète pourrait soutenir une atmosphère, permettant à l’eau de se condenser du côté nocturne.”

LP 791-18 d orbite autour d’une petite étoile naine rouge à environ 90 années-lumière dans la constellation du Cratère (ou constellation de la Coupe) dans l’hémisphère sud. L’équipe de recherche estime qu’elle n’est que légèrement plus grande et plus massive que la Terre.

Les astronomes connaissaient déjà deux autres mondes de ce système, appelés LP 791-18 b et c, avant cette découverte. La planète intérieure b est environ 20 % plus grande que la Terre. La planète extérieure c fait environ 2,5 fois la taille de la Terre et plus de sept fois sa masse.

Lors de chaque orbite, les planètes d et c passent très près l’une de l’autre. Chaque passage rapproché par la planète plus massive c produit un remorqueur gravitationnel sur la planète d, rendant son orbite quelque peu elliptique. Dans cette trajectoire elliptique, la planète d se déforme légèrement chaque fois qu’elle tourne autour de l’étoile. Ces déformations peuvent créer suffisamment de friction interne pour chauffer sensiblement l’intérieur de la planète et produire une activité volcanique à sa surface. Jupiter et certaines de ses lunes affectent Io de la même manière.

La planète d se trouve sur le bord intérieur de la zone habitable, qui est la gamme traditionnelle de distances d’une étoile où les scientifiques pensent que de l’eau liquide pourrait exister à la surface d’une planète. Si la planète est aussi active sur le plan géologique que l’équipe de recherche le soupçonne, elle pourrait abriter une atmosphère. Les températures chuteraient suffisamment du côté nocturne de la planète pour que l’eau se condense à la surface.

L’heure d’observation de la planète c avec le télescope spatial James Webb a déjà été approuvée, et l’équipe pense que la planète d est également un candidat exceptionnel pour les études atmosphériques de la mission.

“Une grande question en astrobiologie, le domaine qui étudie largement les origines de la vie sur Terre et au-delà, est de savoir si l’activité tectonique ou volcanique est nécessaire à la vie”, a déclaré le co-auteur Jessie Christiansen, qui est chercheur à l’Institut de recherche scientifique de la NASA. Sciences exoplanétaires au California Institute of Technology (Caltech) de Pasadena. “En plus de fournir potentiellement une atmosphère, ces processus pourraient remuer des matériaux qui autrement couleraient et seraient piégés dans la croûte, y compris ceux que nous pensons être importants pour la vie, comme le carbone.”

Les observations de Spitzer sur le système sont parmi les dernières jamais recueillies par ce télescope avant son retrait en janvier 2020.

“C’est incroyable de lire la suite des découvertes et des publications de Spitzer des années après la fin de la mission”, a déclaré Joseph Hunt, chef de projet Spitzer au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, dans le sud de la Californie. « Cela montre certainement le succès de nos ingénieurs et scientifiques de premier ordre. Ensemble, ils ont construit non seulement un vaisseau spatial, mais aussi un ensemble de données qui reste une ressource précieuse pour la communauté astrophysique.”

TESS est une mission Astrophysics Explorer de la NASA dirigée et exploitée par le Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge, Massachusetts, et gérée par le Goddard Space Flight Center de la NASA. Parmi les autres contributeurs, citons Northrop Grumman, basé à Falls Church, en Virginie; le centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley, en Californie ; le Centre d’Astrophysique | Harvard & Smithsonian à Cambridge, Massachusetts ; le MIT Lincoln Laboratory et le Space Telescope Science Institute à Baltimore. Plus d’une douzaine d’universités, d’instituts de recherche et d’observatoires de différentes parties du monde participent à la mission.

L’ensemble des données scientifiques collectées par Spitzer au cours de sa durée de vie est accessible au public via les archives de données Spitzer, qui sont conservées au centre de traitement et d’analyse infrarouges (IPAC) de Caltech à Pasadena, en Californie. Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, une division de Caltech, a géré les opérations de la mission Spitzer pour la direction des missions scientifiques de l’agence à Washington. Les opérations scientifiques ont été menées au Spitzer Science Center de l’IPAC de Caltech. Les opérations des engins spatiaux avaient leur siège à Lockheed Martin Space à Littleton, Colorado.

Jeanette Kazmierczak
NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland