Vue d'artiste d'une hypothétique planète océanique avec une atmosphère terrestre et deux satellites. Crédit :Wikipédia/Lucianomendez. Attribution (CC BY 4.0)
De nouveaux modèles climatiques ont montré que la quantité et l'emplacement des terres à la surface d'une planète peuvent avoir un impact significatif sur son habitabilité. Les astronomes ont identifié des différences substantielles dans la température de surface, la glace de mer et la vapeur d'eau à travers la surface d'une planète pour différentes configurations terrestres. Les travaux seront présentés le lundi 11 juillet lors du National Astronomy Meeting (NAM 2022) par Evelyn Macdonald, étudiante diplômée à l'Université de Toronto, Canada.
De nombreuses planètes sont verrouillées par marée à leurs étoiles de sorte qu'un côté de la planète est toujours tourné vers l'extérieur (un peu comme la façon dont le côté obscur de la Lune fait toujours face à la Terre). Cela crée des côtés jour et nuit permanents de la planète où toute l'énergie reçue de l'étoile est concentrée sur le côté jour. Pour qu'une planète supporte la vie, le climat doit être quelque peu régulé à la surface :l'atmosphère et les océans doivent redistribuer une partie de l'énergie reçue de l'étoile vers la face nocturne de la planète.
Une équipe de chercheurs de l'Université de Toronto a appliqué un modèle climatique tridimensionnel (ExoPlaSim) à des planètes simulées semblables à la Terre avec deux configurations diurnes distinctes. La première configuration est un continent circulaire au milieu du côté jour entouré par l'océan. La deuxième configuration est à l'opposé :un océan circulaire au milieu du côté jour avec des terres partout ailleurs. Dans les deux cas, la taille du cercle a été modifiée pour démontrer comment le climat de la planète dépend de la fraction de terre pour chacune de ces configurations de continent.
Cartes diurnes des variables climatiques pour les planètes centrées sur la terre. Les étiquettes de ligne (à gauche) montrent les différentes fractions de terrain côté jour. Les colonnes (de gauche à droite) montrent la carte terrestre, les précipitations nettes (précipitations en bleu et évaporation en rouge), la couverture nuageuse et la température de surface. Ici, les planètes avec de plus grands continents ont moins de pluie et de couverture nuageuse, et leurs faces diurnes sont chaudes et sèches. Crédit :Adapté de Macdonald et al. (2022)
Entre autres choses, l'habitabilité d'une planète dépend de sa température de surface et de la quantité d'humidité dans son atmosphère. L'étude modélise les précipitations nettes, la fraction nuageuse et la température de surface du côté jour de la planète pour différentes configurations terrestres.
Apparaissant dans les Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , les résultats montrent que la quantité de terre et sa configuration peuvent avoir un effet important sur les conditions de surface de la planète. Pour les modèles avec des fractions terrestres similaires mais des configurations opposées, la température de surface moyenne peut varier jusqu'à ~20°C. Les résultats indiquent que la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère de la planète dépend fortement de la superficie de l'océan sans glace à sa surface. Les planètes avec des fractions terrestres élevées ont des côtés diurnes plus chauds et plus secs avec des nuages et des précipitations principalement confinés à de petites zones centrales.
Macdonald dit :"Savoir si la vie existe ailleurs dans l'univers est un défi clé de l'astronomie et de la science dans son ensemble. Notre travail démontre que la répartition des terres sur une planète semblable à la Terre a un impact important sur son climat, et devrait aider les astronomes qui regardent les planètes avec des instruments comme le télescope spatial James Webb pour mieux interpréter ce qu'ils voient." Nuages rubis et eau se comportant étrangement :ce que nous avons découvert en étudiant la face cachée d'une exoplanète
