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Les nouveaux faits marquants de la recherche à PlanetS

Les astronomes ont découvert un grand nombre de planètes rocheuses en dehors de notre système solaire. Parmi elles il y a beaucoup d’objets exotiques que nous ne connaissons pas dans notre système solaire comme les Super-Terres, dont certaines sont même riches en pierres précieuses, ou des planètes océan recouvertes d’une couche de glace. Mais que faut-il pour créer une planète qui ressemble vraiment à la Terre ? Les chercheurs du PRN qui utilisent des modèles informatiques pour étudier la formation et l’évolution des planètes ont récemment publié de nouvelles découvertes intéressantes.

Illustration de l’un des candidats exotiques pour la super-Terre, 55 Cnc e. Ils sont riches en saphirs et rubis et peuvent par conséquent briller dans le bleu et le rouge. (Illustration : Thibaut Roger)

Récemment, une équipe internationale comprenant des chercheurs de PlanetS a découvert la troisième exoplanète la plus proche de nous. Elle orbite autour de l’étoile Gl411 à huit années-lumière de notre système solaire et a au moins trois fois la masse de la Terre (http://nccr-planets.ch/blog/2019/02/25/an-elder-sister-of-the-earth-in-a-nearby-system/). Comme suggéré par les observations, les planètes rocheuses avec trois à dix fois la masse de la Terre sont communes dans notre galaxie même s’il n’existe pas de Super-Terre dans notre système solaire. Nos planètes rocheuses Mercure, Vénus, Terre et Mars, qui sont toutes relativement petites, sont suivies par les géantes gazeuses Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Caroline Dorn, associée de PlanetS à l’Institut d’informatique de l’Université de Zurich et qui crée informatiquement des planètes rocheuses a récemment découvert une nouvelle classe exotique de Super-Terre.

Si une planète se forme à des températures élevées près de son étoile mère, elle peut ne pas contenir un noyau de fer massif comme la Terre, mais de l’oxyde d’aluminium. Les saphirs et les rubis étant faits d’oxyde d’aluminium, la question se pose de savoir si il existe un gigantesque gisement de pierres précieuses qui scintille en surface ? “Une pierre précieuse étincelante de la taille d’une planète : non, mais des mondes exotiques riches en pierres précieuses : peut-être oui,” explique Caroline Dorn. Parmi les Super-Terres observées, elle a déjà trouvé trois candidates qui auraient pu se former comme suggéré par les simulations, l’un d’elles s’appelle 55 Cancri e. (http://nccr-planets.ch/blog/2018/12/19/sapphires-and-rubies-in-the-sky/).

Cependant, personne n’aimerait passer son temps dans la chaleur infernale qui règne si près d’une étoile. Mais que diriez-vous de planètes rocheuses situées à des distances plus confortables de leur étoile hôte avec des masses comparables à celles de la Terre ? Les astronomes sont convaincus qu’elles existent en grand nombre. Beaucoup d’entre elles pourraient être des mondes aquatiques recouverts d’un océan profond. Bien que l’eau liquide soit généralement considérée comme un ingrédient essentiel à la vie telle que nous la connaissons, une trop grande quantité d’une bonne chose peut être mauvaise. “Si la Terre contenait environ dix fois plus d’eau, la pression au fond de l’océan serait si élevée qu’une forme de glace d’eau à haute pression s’y formerait “, explique Christoph Mordasini, professeur d’astrophysique à l’Université de Berne. Signifiant ainsi de mauvaises perspectives pour l’habitabilité de cette planète.

Sommes-nous seuls ?

“Nous nous demandons maintenant pourquoi la Terre contient évidemment la quantité d’eau nécessaire au développement de la vie “, dit Mordasini. La réponse est probablement associée à l’élément radioactif  Aluminium-26 (Al-26). “Il a été livré par une ou plusieurs étoiles massives dans le voisinage du jeune soleil “, explique Tim Lichtenberg, boursier postdoctoral à l’Université d’Oxford et ancien membre de PlanetS. Au cours de sa désintégration radioactive, l’Al-26 a chauffé et séché de l’intérieur les blocs primordiaux pour la construction des planètes.

Lichtenberg a utilisé des simulations informatiques pour calculer à quel point ces blocs s’assèchent en fonction de la teneur en Al-26. Christophe Mordasini et son équipe ont ensuite utilisé le “modèle de Berne” pour étudier le type de planètes qui sont finalement formées à partir de ces blocs de construction. Résultat : les planètes avec la “bonne” quantité d’eau comme la Terre ne se forment que si elles ont commencé avec une quantité d’Al-26 qui est comparable à celle présente dans le système solaire précoce. Quant aux planètes nées sans Al-26, elles finissent comme des mondes aquatiques. (http://nccr-planets.ch/blog/2019/02/11/better-to-dry-a-rocky-planet-before-use/).

“Cette étude est une étape importante pour comprendre pourquoi notre Terre possède les propriétés qui la rendent si idéale pour l’apparition et la préservation d’une vie complexe “, considère Christophe Mordasini  En définitive, il s’agit de mieux comprendre notre place dans l’Univers, seuls les humains sont-ils à se poser de telles questions, ou la vie intelligente existe-t-elle ailleurs dans l’Univers ?