La représentation de l'artiste de Kepler-186f. Crédit :NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pylé
Une nouvelle étude du Georgia Institute of Technology fournit de nouveaux indices indiquant qu'une exoplanète distante de 500 années-lumière ressemble beaucoup à la Terre.
Kepler-186f est la première planète de la taille de la Terre identifiée en dehors du système solaire en orbite autour d'une étoile dans la zone habitable. Cela signifie que c'est la bonne distance de son étoile hôte pour que l'eau liquide s'accumule à la surface.
L'étude de Georgia Tech a utilisé des simulations pour analyser et identifier la dynamique de l'axe de rotation de l'exoplanète. Ces dynamiques déterminent à quel point une planète s'incline sur son axe et comment cet angle d'inclinaison évolue au fil du temps. L'inclinaison axiale contribue aux saisons et au climat car elle affecte la façon dont la lumière du soleil frappe la surface de la planète.
Les chercheurs suggèrent que l'inclinaison axiale de Kepler-186f est très stable, un peu comme la Terre, ce qui rend probable qu'il a des saisons régulières et un climat stable. L'équipe de Georgia Tech pense qu'il en va de même pour Kepler-62f, une planète de la taille d'une super-Terre en orbite autour d'une étoile d'environ 1, 200 années-lumière de nous.
Quelle est l'importance de l'inclinaison axiale pour le climat ? La grande variabilité de l'inclinaison axiale pourrait être l'une des principales raisons pour lesquelles Mars s'est transformée d'un paysage aqueux il y a des milliards d'années en un désert aride d'aujourd'hui.
"Mars est dans la zone habitable de notre système solaire, mais son inclinaison axiale a été très instable, variant de zéro à 60 degrés, " a déclaré Gongjie Li, professeur adjoint de Georgia Tech, qui a dirigé l'étude avec l'étudiant diplômé Yutong Shan du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Cette instabilité a probablement contribué à la décomposition de l'atmosphère martienne et à l'évaporation des eaux de surface."
A titre de comparaison, L'inclinaison axiale de la Terre oscille plus légèrement, entre 22,1 et 24,5 degrés, passant d'un extrême à l'autre tous les 10, 000 ans ou plus.
Une représentation d'artiste de Kepler-62f. Crédit :NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pylé
L'angle d'orientation de l'orbite d'une planète autour de son étoile hôte peut osciller par interaction gravitationnelle avec d'autres planètes du même système. Si l'orbite devait osciller à la même vitesse que la précession de l'axe de rotation de la planète (semblable au mouvement circulaire présenté par l'axe de rotation d'une toupie ou d'un gyroscope), l'axe de rotation oscillerait également d'avant en arrière, parfois dramatiquement.
Mars et la Terre interagissent fortement l'une avec l'autre, ainsi qu'avec Mercure et Vénus. Par conséquent, par eux-mêmes, leurs axes de rotation précéderaient au même rythme que l'oscillation orbitale, ce qui peut provoquer de grandes variations de leur inclinaison axiale. Heureusement, la lune contrôle les variations de la Terre. La lune augmente le taux de précession de l'axe de rotation de notre planète et le rend différent du taux d'oscillation orbitale. Mars, d'autre part, n'a pas de satellite assez gros pour stabiliser son inclinaison axiale. "Il semble que les deux exoplanètes soient très différentes de Mars et de la Terre car elles ont une connexion plus faible avec leurs planètes sœurs, " dit Li, membre du corps professoral de l'École de physique. "Nous ne savons pas s'ils possèdent des lunes, mais nos calculs montrent que même sans satellites, les axes de rotation de Kepler-186f et 62f seraient restés constants sur des dizaines de millions d'années."
Kepler-186f est moins de 10 pour cent plus grand en rayon que la Terre, mais sa masse, la composition et la densité restent un mystère. Il orbite autour de son étoile hôte tous les 130 jours. Selon la Nasa, l'éclat de cette étoile en plein midi, debout sur 186f, apparaîtrait aussi brillant que le soleil juste avant le coucher du soleil ici sur Terre. Kepler-186f est situé dans la constellation du Cygne dans le cadre d'un système stellaire à cinq planètes.
Kepler-62f était l'exoplanète la plus semblable à la Terre jusqu'à ce que les scientifiques remarquent 186f en 2014. Elle est environ 40 % plus grande que notre planète et est probablement un monde terrestre ou océanique. Elle se trouve dans la constellation de la Lyre et est la planète la plus éloignée parmi cinq exoplanètes en orbite autour d'une seule étoile.
Cela ne veut pas dire que l'exoplanète a de l'eau, encore moins la vie. Mais les deux sont des candidats relativement bons.
"Notre étude est parmi les premières à étudier la stabilité climatique des exoplanètes et s'ajoute à la compréhension croissante de ces mondes proches potentiellement habitables, " dit Li.
"Je pense que nous ne comprenons pas assez l'origine de la vie pour écarter la possibilité de leur présence sur des planètes aux saisons irrégulières, " ajouta Shan. " Même sur Terre, la vie est remarquablement diversifiée et a fait preuve d'une incroyable résilience dans des environnements extraordinairement hostiles.
"Mais une planète climatiquement stable pourrait être un endroit plus confortable pour commencer."
Le papier, "Variations d'obliquité des planètes de la zone habitable Kepler 62-f et Kepler 186-f, " est publié en ligne dans The Astronomical Journal.
