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    Y a-t-il de la vie sur les super-Terres ? La réponse pourrait se trouver dans leurs noyaux

    L'habitabilité d'une super-Terre pourrait être liée à son champ magnétique. Crédit :ESA/Hubble, M. Kornmesser, sous licence CC BY 4.0. Vue d'artiste de la super-Terre K2-18 b

    Des planètes rocheuses plus grandes que la nôtre, les super-Terres, sont étonnamment abondants dans notre Galaxie, et se présentent comme les planètes les plus susceptibles d'être habitables. Avoir une meilleure idée de leurs structures intérieures aidera à prédire si différentes planètes sont capables de générer des champs magnétiques, considérés comme propices à la survie de la vie.

    L'eau atmosphérique a été découverte par des scientifiques européens sur une planète à 124 années-lumière de nous. Il est possible que des nuages ​​se forment et même la pluie tombe sur ce monde lointain, surnommé K2-18 b. La planète se trouve dans ce que les astronomes appellent la zone habitable, avec une température qui pourrait permettre à la vie de s'y épanouir.

    La planète rocheuse est huit fois la masse de la Terre et connue sous le nom de super-Terre. C'est le nom donné aux planètes entre la taille de la Terre et Neptune. "Les super-Terres sont en fait le type de planète le plus courant dans notre galaxie, " a déclaré le Dr Ingo Waldmann, Explorateur de planètes extrasolaires à l'University College de Londres, ROYAUME-UNI, l'un des scientifiques qui ont rapporté l'existence du monde aquatique K2-18 b. Les super-Terres sont également des résidences possibles de vie extraterrestre.

    La première planète en orbite autour d'une étoile active au-delà de notre propre système solaire a été découverte en 1995. Depuis lors, le télescope spatial Kepler a augmenté le taux de découverte, avec 4, 000 de ces exoplanètes maintenant connues. Initialement, grandes géantes gazeuses près de leurs étoiles, 'Jupiters chauds, " semblait le plus courant, mais comme de plus en plus de super-Terres s'entassaient, les scientifiques sont devenus intrigués par leur abondance.

    "Les premiers systèmes d'exoplanètes découverts étaient les plus simples, avec un Jupiter chaud faisant le tour d'une étoile. Nous ne nous attendions pas vraiment à quelque chose comme des super-Terres, mais ensuite ils ont commencé à apparaître, " a déclaré le Dr Waldmann. " Nous ne savons presque rien sur les super-Terres pour le moment, car ils n'existent pas dans notre propre système solaire."

    Diverse

    La plupart de ces planètes mystérieuses sont découvertes lorsqu'elles transitent devant de petites étoiles et font baisser la lumière des étoiles. De là, les chercheurs peuvent calculer la masse et le rayon de la planète et les preuves suggèrent que ces mondes sont incroyablement divers dans leur composition.

    "Les super-Terres peuvent être toutes sortes de choses vraiment, " dit le Dr Waldmann. Il donne l'exemple de 55 Cancri e, une planète avec un océan de lave à des températures suffisamment chaudes pour faire fondre le fer, et Gliese 1214 b, qui est une planète océanique potentielle composée principalement d'eau. Les scientifiques en déduisent quelles molécules se trouvent dans l'atmosphère d'une planète en étudiant la lumière des étoiles lors de son passage.

    Savoir ce qui se passe à l'intérieur de ces planètes lointaines est beaucoup plus difficile. "Nous pouvons regarder la surface de l'étoile pour obtenir des indices sur la chimie et la composition d'une planète, qui nous donne des indices sur la quantité de fer ou de silicium peut être dans une planète, " a déclaré le Dr Razvan Caracas, minéralogiste planétaire à l'École Normale Supérieure de Lyon en France.

    Ceci est important car selon qu'il existe ou non un noyau solide, peut-être fait de nickel ou de nickel et de fer, et un noyau externe en métal liquide, une planète peut ou non avoir un champ magnétique. Le champ magnétique terrestre éloigne de nous la majeure partie du rayonnement solaire en déviant un flux de particules chargées afin qu'elles n'atteignent pas la surface de notre planète. Les chercheurs pensent que ce type de protection serait nécessaire pour que la vie émerge ailleurs.

    Le Dr Caracas a supervisé un projet appelé ABISSE qui a exécuté des simulations informatiques de divers mélanges fer-nickel à des pressions extrêmement élevées pour voir comment ils se comportaient. Ce sont les métaux qui se trouvent probablement au cœur des super-Terres, mais on ne sait pas si le fer et le nickel se mélangeraient, se séparer en différentes couches ou devenir liquide aux pressions intenses à l'intérieur des grandes planètes.

    En comprenant le type de structure de noyau qui pourrait résulter des proportions de nickel et de fer, les scientifiques espèrent comprendre ce qui pourrait se passer à l'intérieur des super-Terres en fonction de ce que nous découvrons sur leur composition chimique.

    Avant le télescope spatial Kepler de la NASA, la plupart des exoplanètes étaient considérées comme des géantes gazeuses et des Jupiters chauds. Après la mission de neuf ans, la majorité des exoplanètes actuellement connues sont en fait des planètes rocheuses d'une taille allant de la Terre à Neptune. Crédit :NASA/Centre de recherche Ames/Natalie Batalha/Wendy Stenzel

    protection

    "Deux cœurs peuvent se comporter différemment, et l'un pourrait avoir un champ magnétique et l'autre pas, " a expliqué le Dr Caracas. " Un champ magnétique plus fort vous offre une meilleure protection en surface contre les rayons du soleil, et cela signifie que vous pouvez fabriquer des molécules organiques plus complexes."

    Dr Guillaume Fiquet, un physicien expérimental au CNRS et Sorbonne Université à Paris, La France, essaie également de comprendre les intérieurs de la super-Terre à travers un projet appelé PLANETDIVE. "Quand les gens parlent de l'habitabilité des planètes, ceci est souvent lié à la présence d'un champ magnétique, qui lui-même est lié au fait d'avoir une sorte de noyau métallique ou au moins un matériau conducteur (en mouvement vigoureux), " il a dit.

    Il étudie comment des matériaux comme le fer se comportent sous des pressions à l'intérieur des super-Terres, qui peut aller jusqu'à 1 téapascal, trois fois la pression à l'intérieur de la Terre. Cela écrase les atomes ensemble et peut changer les propriétés des matériaux, ce qui signifie que nos connaissances sur leur comportement sur Terre peuvent ne pas s'appliquer aux exoplanètes.

    "Les exoplanètes peuvent être des planètes plus grandes que la Terre, ce qui signifie que les pressions et les températures pourraient être beaucoup plus élevées, " Le Dr Fiquet a dit, "Cela nous oblige à essayer de développer de nouveaux outils pour accéder à des états particuliers de la matière que nous ne connaissons pas encore."

    Le Dr Fiquet éclaire ce mystère en recréant les températures élevées et les pressions extrêmes qui peuvent se trouver au cœur de ces planètes exotiques. Il le fait à des échelles extrêmement petites, tirer des lasers puissants sur de minuscules particules de métal ou les presser entre des enclumes de diamant microscopiques.

    Cette configuration expérimentale l'a aidé à tracer des courbes de fusion pour des éléments comme le fer qui se trouvent probablement au cœur des super-Terres sous une pression intense. Ceux-ci peuvent ensuite être utilisés pour affiner les propriétés des matériaux que les scientifiques utilisent pour déduire ce qui se passe à l'intérieur des super-Terres et, finalement, en savoir plus sur leur composition chimique en vrac, dit le Dr Fiquet.

    Pendant ce temps, Le Dr Waldmann dirige des recherches pour aider les astronomes à traiter les données de la super-Terre provenant des futures découvertes d'exoplanètes à l'aide de l'intelligence artificielle (IA). Nous avons besoin d'IA, dit le Dr Waldmann, "Parce que toutes ces données sont extrêmement difficiles à analyser et nous serons poussés à la limite de ce qu'il est possible de faire à la main."

    Les super-Terres sont des candidats de choix pour l'existence d'une vie extraterrestre. Son IA, développé à travers le projet ExoAI, aidera les astronomes à interpréter les observations de produits chimiques dans l'atmosphère d'une exoplanète, par exemple, et dites-leur si une super-Terre est intéressante pour une étude plus approfondie ou non.

    "C'est le Saint Graal, " ajouta le Dr Waldmann. " Trouver des signatures chimiques dans l'atmosphère d'une super-Terre due à la vie. J'espère que nous le ferons dans les deux prochaines années, ou des décennies."


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