Les exoplanètes rocheuses de la taille de la Terre sont relativement petites, ce qui les rend incroyablement difficiles à détecter et à caractériser à l'aide de télescopes. Quelles sont les conditions optimales pour trouver de si petites planètes qui s'attardent dans l'obscurité ? "Une planète rocheuse qui est chaude, fondu, et héberger éventuellement une grande atmosphère dégazée coche toutes les cases, " dit Dan Bower, astrophysicien au Centre for Space and Habitability (CSH) de l'Université de Berne. Une telle planète pourrait être plus facilement vue par les télescopes en raison du fort rayonnement sortant que son homologue solide. Le FNS Ambizione et le CSH Fellow continuent :« Accordé, vous ne voudriez pas passer des vacances sur l'une de ces planètes, mais ils sont importants à étudier car beaucoup sinon toutes les planètes rocheuses commencent leur vie sous forme de taches en fusion, pourtant, certains pourraient éventuellement devenir habitables comme la Terre.

Les planètes rocheuses sont construites à partir des restes des restes. "Tout ce qui ne pénètre pas dans l'étoile centrale ou une planète géante a le potentiel de finir par former une planète terrestre beaucoup plus petite, " dit Bower :" Nous avons des raisons de croire que les processus qui se produisent pendant les premières années de la vie d'une planète sont fondamentaux pour déterminer son chemin de vie. " Par conséquent, Bower et une équipe de post-doctorants, principalement issus du réseau PlanetS, ont été intrigués de découvrir la nature observable d'une telle planète. Leur étude est maintenant publiée dans la revue Astronomie &Astrophysique . Cela montre qu'une Terre en fusion aurait en fait un rayon d'environ 5% plus grand qu'une Terre solide, et cela est dû à la différence de comportement des matériaux fondus par rapport aux matériaux solides dans les conditions extrêmes d'un intérieur planétaire. « En substance, un silicate fondu occupe plus de volume que son équivalent solide, et cela augmente la taille de la planète, ", explique Bower.

Une différence que CHEOPS peut détecter

Dans la caractérisation des exoplanètes hors de notre système solaire et la recherche de mondes potentiellement habitables, les chercheurs de l'Université de Berne font partie des leaders mondiaux. Bien que la détection d'une planète rocheuse autour d'une étoile brillante semblable au Soleil restera hors de portée au moins jusqu'au lancement de la mission spatiale PLATO en 2026, Des planètes de la taille de la Terre autour d'étoiles plus froides et plus petites telles que les naines rouges Trappist-1 ou Proxima b devraient désormais occuper le devant de la scène. De façon intéressante, La différence de 5% dans les rayons planétaires peut être mesurée avec les installations d'observation actuelles et futures, notamment le télescope spatial CHEOPS qui a été développé et assemblé à Berne et qui sera lancé plus tard cette année. En effet, les dernières données sur les exoplanètes donnent déjà une idée que les planètes en fusion de faible masse, soutenu par la lumière intense des étoiles, sont présents dans le catalogue des exoplanètes. Certaines exoplanètes pourraient donc ressembler à la Terre en termes de blocs de construction similaires, ont pourtant différentes quantités de roche solide et fondue pour expliquer les variations observées de la taille de la planète. "Ils n'ont pas forcément besoin d'être faits de matériaux exotiques légers pour expliquer les données, " dit Bower.

Cependant, même une planète totalement fondue peut ne pas être en mesure d'expliquer l'observation des planètes à faible densité les plus extrêmes. Mais sur ce point, l'équipe de recherche a également une proposition :les planètes en fusion au début de leur histoire peuvent dégazer de grandes atmosphères d'espèces volatiles qui étaient à l'origine piégées dans le magma à l'intérieur de la planète. Cela pourrait expliquer une diminution supplémentaire de la densité planétaire observée. Le télescope spatial James Webb (JWST) devrait être capable de distinguer une telle atmosphère dégazée sur une planète autour d'une naine rouge froide si elle est dominée par l'eau ou le dioxyde de carbone.

En plus des conséquences pour les observations, Tonnelle, avec ses racines de scientifique de la Terre, voit son étude dans un contexte plus large :« Clairement, nous ne pourrons jamais observer notre propre Terre dans son histoire alors qu'elle était aussi chaude et en fusion. Mais de façon intéressante, la science exoplanétaire ouvre la porte à des observations des premiers analogues de la Terre et de Vénus qui pourraient avoir un impact considérable sur notre compréhension de la Terre et des planètes du système solaire. Penser la Terre dans le contexte des exoplanètes, et vice versa, offre de nouvelles opportunités pour comprendre les planètes à l'intérieur et au-delà du système solaire."