Les chercheurs de l'UZH ont analysé la composition et la structure d'exoplanètes lointaines à l'aide d'outils statistiques. Leur analyse indique si une planète est semblable à la Terre, composé de roche pure, ou un monde aquatique. Plus la planète est grande, plus il y a d'hydrogène et d'hélium qui l'entourent.

Existe-t-il une seconde Terre dans l'espace ? La connaissance des systèmes planétaires extra-solaires augmente à mesure que les nouvelles technologies affinent la vision des objets distants. À ce jour, 3, 700 planètes ont déjà été découvertes en dehors du système solaire. Les masses planétaires et les rayons de ces exoplanètes peuvent être utilisés pour déduire leur densité moyenne, mais pas leur composition chimique et leur structure exactes. La question intrigante de savoir à quoi pourraient ressembler ces planètes est donc toujours ouverte.

"Théoriquement, on peut supposer diverses compositions, comme un monde d'eau pure, un monde de roche pure, et les planètes qui ont des atmosphères hydrogène-hélium et estiment les rayons attendus, " dit Michael Lozovsky, doctorant dans le groupe du Prof. Ravit Helled à l'Institute for Computational Science de l'Université de Zurich.

Lozovsky et ses collaborateurs ont utilisé des bases de données et des outils statistiques pour caractériser les exoplanètes et leurs atmosphères. Les exoplanètes sont assez communes et entourées d'une couche volatile d'hydrogène et d'hélium. Cependant, les données directement mesurées auparavant ne permettaient pas aux chercheurs de déterminer la structure exacte, car des compositions différentes peuvent conduire à la même masse et au même rayon. En plus de la précision des données relatives à la masse et au rayon, l'équipe de recherche a également étudié la structure interne supposée, température et rayonnement réfléchi dans 83 des 3, 700 planètes connues dont les masses et les rayons sont bien déterminés.

"Nous avons utilisé une analyse statistique pour fixer des limites sur les compositions possibles. En utilisant une base de données d'exoplanètes détectées, nous avons constaté que chaque structure planétaire théorique a un « rayon de seuil, ' un rayon planétaire au-dessus duquel aucune planète de cette composition n'existe, " explique Michael Lozovsky. La quantité d'éléments dans la couche gazeuse qui sont plus lourds que l'hélium, le pourcentage d'hydrogène et d'hélium, ainsi que la répartition des éléments dans l'atmosphère sont des facteurs importants dans la détermination du rayon de seuil.

Super-Terres et mini-Neptunes

Les chercheurs ont découvert que les planètes avec un rayon jusqu'à 1,4 fois celui de la Terre (6, 371 kilomètres) peut être semblable à la Terre, c'est à dire., ont une composition similaire à la Terre. Les planètes dont le rayon dépasse ce seuil ont une part plus élevée de silicates ou d'autres matériaux légers. La plupart des planètes avec un rayon supérieur à 1,6 rayon de la Terre doivent avoir une couche de gaz hydrogène-hélium ou d'eau en plus de leur noyau rocheux, tandis que ceux dont le rayon terrestre est supérieur à 2,6 ne peuvent pas être des mondes aquatiques et pourraient donc être entourés d'une atmosphère. Les planètes dont le rayon est supérieur à quatre rayons terrestres devraient être très gazeuses et constituées d'au moins 10 % d'hydrogène et d'hélium, semblable à Uranus et Neptune.

Les résultats de l'étude fournissent de nouvelles informations sur le développement et la diversité de ces planètes. Un seuil particulièrement intéressant concerne la différence entre les grandes planètes telluriques - autrement appelées super-Terres - et les petites, planètes gazeuses, également appelés mini-Neptunes. Selon les chercheurs, ce seuil se situe à un rayon de trois fois celui de la Terre. En dessous de ce seuil, il est donc possible de trouver des planètes semblables à la Terre dans la vaste étendue de la galaxie.