Une lune extrasolaire rocheuse (exoune) avec de la lave bouillonnante pourrait orbiter autour d'une planète à 550 années-lumière de nous. Ceci est suggéré par une équipe internationale de chercheurs dirigée par l'Université de Berne sur la base de prédictions théoriques correspondant à des observations. L'« exo-Io » semblerait être une version extrême de la lune Io de Jupiter.

La lune Io de Jupiter est le corps le plus volcaniquement actif de notre système solaire. Aujourd'hui, il y a des indications qu'une lune active en dehors de notre système solaire, un exo-Io, pourrait être caché dans le système d'exoplanètes WASP-49b. "Ce serait un monde volcanique dangereux avec une surface de lave en fusion, une version lunaire de Super Earths proches comme 55 Cancri-e " dit Apurva Oza, stagiaire postdoctoral à l'Institut de physique de l'Université de Berne et associé du PRN PlanetS, "un endroit où les Jedis vont mourir, dangereusement familier à Anakin Skywalker." Mais l'objet qu'Oza et ses collègues décrivent dans leur travail semble être encore plus exotique que la science-fiction Star Wars :l'exomoon possible orbiterait autour d'une planète géante chaude, qui à son tour ferait une course autour de son étoile hôte en moins de trois jours - un scénario à 550 années-lumière dans la constellation discrète de Lepus, sous la brillante constellation d'Orion.

Le gaz de sodium comme preuve circonstancielle

Les astronomes n'ont pas encore découvert de lune rocheuse au-delà de notre système solaire et c'est sur la base de preuves circonstancielles que les chercheurs de Berne concluent à l'existence de l'exo-Io :du gaz de sodium a été détecté au WASP 49-b à une altitude anormalement élevée. "Le gaz neutre de sodium est si éloigné de la planète qu'il est peu probable qu'il soit émis uniquement par un vent planétaire, " dit Oza. Observations de Jupiter et Io dans notre système solaire, par l'équipe internationale, ainsi que les calculs de perte de masse montrent qu'un exo-Io pourrait être une source très plausible de sodium à WASP 49-b. « Le sodium est là où il devrait être », dit l'astrophysicien.

Les marées maintiennent le système stable

Déjà en 2006, Bob Johnson de l'Université de Virginie et le regretté Patrick Huggins de l'Université de New York, Les États-Unis avaient montré que de grandes quantités de sodium sur une exoplanète pouvaient pointer vers une lune cachée ou un anneau de matière, et il y a dix ans, des chercheurs de Virginie ont calculé qu'un système aussi compact de trois corps :étoile, planète et lune géantes proches, peut être stable sur des milliards d'années. Apurva Oza était alors étudiante en Virginie, et après son doctorat. sur les atmosphères des lunes à Paris, décidé de reprendre les calculs théoriques de ces chercheurs. Il publie maintenant les résultats de son travail avec Johnson et ses collègues du Journal d'astrophysique .

"Les énormes forces de marée dans un tel système sont la clé de tout, " explique l'astrophysicien. L'énergie libérée par les marées vers la planète et sa lune maintient l'orbite de la lune stable, en le chauffant et en le rendant volcaniquement actif. Dans leur travail, les chercheurs ont pu montrer qu'une petite lune rocheuse peut éjecter plus de sodium et de potassium dans l'espace à travers ce volcanisme extrême qu'une grande planète gazeuse, surtout en haute altitude. "Les raies de sodium et de potassium sont des trésors quantiques pour nous, astronomes, car elles sont extrêmement lumineuses, " dit Oza, "les réverbères d'époque qui illuminent nos rues d'une brume jaune s'apparentent au gaz que nous détectons maintenant dans les spectres d'une douzaine d'exoplanètes."

"Nous devons trouver plus d'indices"

Les chercheurs ont comparé leurs calculs avec ces observations et ont trouvé cinq systèmes candidats où une exomoune cachée peut survivre à l'évaporation thermique destructrice. Pour WASP 49-b, les données observées peuvent être mieux expliquées par l'existence d'un exo-Io. Cependant, il y a d'autres options. Par exemple, l'exoplanète pourrait être entourée d'un anneau de gaz ionisé, ou des procédés non thermiques. "Nous devons trouver plus d'indices, " admet Oza. Les chercheurs s'appuient donc sur d'autres observations avec des instruments au sol et dans l'espace.

"Alors que la vague actuelle de recherche va vers l'habitabilité et les biosignatures, notre signature est une signature de destruction, " dit l'astrophysicien. Quelques-uns de ces mondes pourraient être détruits en quelques milliards d'années en raison de la perte de masse extrême. " Ce qui est passionnant, c'est que nous pouvons surveiller ces processus destructeurs en temps réel, comme un feu d'artifice, " dit Oza.