Une atmosphère est ce qui rend possible la vie à la surface de la Terre, régulant notre climat et nous protégeant des rayons cosmiques nocifs. Mais bien que les télescopes aient compté un nombre croissant de planètes rocheuses, les scientifiques pensaient que la plupart de leurs atmosphères étaient perdues depuis longtemps.

Cependant, une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de Chicago et de l'Université de Stanford suggère un mécanisme par lequel ces planètes pourraient non seulement développer des atmosphères pleines de vapeur d'eau, mais gardez-les pendant de longues périodes. Publié le 15 mars dans le Lettres de revues astrophysiques , la recherche élargit notre image de la formation planétaire et pourrait aider à orienter la recherche de mondes habitables dans d'autres systèmes stellaires.

"Notre modèle dit que ces chauds, les exoplanètes rocheuses devraient avoir une atmosphère dominée par l'eau à un moment donné, et pour certaines planètes, ça peut être assez long, " a déclaré le professeur adjoint Edwin Kite, un expert de l'évolution des atmosphères planétaires au fil du temps.

Alors que les télescopes documentent de plus en plus d'exoplanètes, les scientifiques essaient de comprendre à quoi ils pourraient ressembler. Généralement, les télescopes peuvent vous renseigner sur la taille physique d'une exoplanète, sa proximité avec son étoile et si vous avez de la chance, combien de masse il a. Pour aller beaucoup plus loin, les scientifiques doivent extrapoler sur la base de ce que nous savons de la Terre et des autres planètes de notre propre système solaire. Mais les planètes les plus abondantes ne semblent pas être similaires à celles que nous voyons autour de nous.

"Ce que nous savions déjà de la mission Kepler, c'est que les planètes un peu plus petites que Neptune sont vraiment abondantes, ce qui était une surprise car il n'y en a pas dans notre système solaire, " Kite a dit. " Nous ne savons pas avec certitude de quoi ils sont faits, mais il y a de fortes preuves qu'il s'agit de boules de magma enveloppées d'une atmosphère d'hydrogène."

Il y a aussi un bon nombre de petites planètes rocheuses qui sont similaires, mais sans les capes d'hydrogène. Les scientifiques ont donc supposé que de nombreuses planètes commençaient probablement comme ces planètes plus grandes dont l'atmosphère est faite d'hydrogène, mais perdent leur atmosphère lorsque l'étoile voisine s'enflamme et souffle l'hydrogène.

Mais beaucoup de détails restent à compléter dans ces modèles. Kite et sa co-auteur Laura Schaefer de l'Université de Stanford ont commencé à explorer certaines des conséquences potentielles d'avoir une planète recouverte d'océans de roche fondue.

"Le magma liquide est en fait assez liquide, " Kite a dit, donc il tourne aussi vigoureusement, tout comme les océans sur Terre. Il y a de fortes chances que ces océans de magma aspirent l'hydrogène de l'atmosphère et réagissent pour former de l'eau. Une partie de cette eau s'échappe dans l'atmosphère, mais beaucoup plus est aspiré dans le magma.

Puis, après que l'étoile voisine ait dépouillé l'atmosphère d'hydrogène, l'eau est plutôt extraite dans l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau. Finalement, la planète se retrouve avec une atmosphère dominée par l'eau.

Cette étape pourrait persister sur certaines planètes pendant des milliards d'années, dit cerf-volant.

Il existe plusieurs manières de tester cette hypothèse. Le télescope spatial James Webb, le puissant successeur du télescope Hubble, devrait être lancé plus tard cette année ; il pourra effectuer des mesures de la composition de l'atmosphère d'une exoplanète. S'il détecte des planètes avec de l'eau dans leur atmosphère, ce serait un signal.

Une autre façon de tester est de rechercher des signes indirects d'atmosphères. La plupart de ces planètes sont bloquées par les marées; contrairement à la Terre, ils ne tournent pas en se déplaçant autour de leur soleil, donc un côté est toujours chaud et l'autre froid.

Deux anciens élèves d'UCicago ont suggéré un moyen d'utiliser ce phénomène pour vérifier une atmosphère. Les scientifiques Laura Kreidberg, Ph.D.'16, et Daniel Koll, Ph.D.'16—maintenant à l'Institut Max Planck d'astronomie et au MIT, respectivement - a souligné qu'une atmosphère modérerait la température de la planète, il n'y aurait donc pas de différence marquée entre les côtés jour et les côtés nuit. Si un télescope peut mesurer à quel point le côté jour brille, il devrait être capable de dire s'il y a une atmosphère qui redistribue la chaleur.