Les astronomes sont à la recherche d’un nouveau type d’exoplanète ces dernières années, particulièrement adapté à l’habitabilité. Ils sont appelés mondes hycéens et se caractérisent par de vastes océans d’eau liquide et des atmosphères épaisses riches en hydrogène. Le nom a été inventé en 2021 par l'astronome de Cambridge Nikku Madhusudhan, dont l'équipe a observé de près un possible monde hycéen, K2-18b, à l'aide du télescope spatial James Webb en 2023.
Dans un article récemment accepté pour publication en janvier par les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , Madhusudhan et la co-auteure Frances Rigby ont examiné à quoi pourrait ressembler la structure interne des planètes hycéennes et ce que cela signifie pour la possibilité d'y trouver de la vie. L'article est accessible sur arXiv serveur de préimpression.
Les mondes hycéens ne ressemblent à rien de ce que nous avons vu dans notre propre système solaire, élargissant la définition même d’une planète habitable. Elles ont tendance à être beaucoup plus grosses que les planètes semblables à la Terre, ce qui leur vaut le surnom de « mini-Neptunes ». Leur taille les rend plus faciles à détecter que les mondes rocheux plus petits, et leur atmosphère épaisse leur confère une zone habitable plus large.
Ces mêmes propriétés en font également des candidats idéaux pour l'analyse spectroscopique, où la mesure de la composition chimique des atmosphères pourrait révéler des biosignatures.
Afin de déterminer les caractéristiques potentielles d'un monde hycéen habitable, Rigby et Madhusudhan ont utilisé un outil de modélisation appelé HyRIS pour cartographier les structures planétaires possibles. Ils ont limité leurs modèles pour tenir compte uniquement des températures et pressions habitables à la surface de l'océan, là où l'eau rencontre l'air.
Même avec ces conditions strictes en place, les résultats ont montré une grande variété de structures internes possibles. Les profondeurs océaniques d'un monde hycéen habitable pourraient varier de 10 kilomètres de profondeur à des milliers de kilomètres (à titre de comparaison, l'océan terrestre a une profondeur moyenne d'environ 3,7 kilomètres).
Un facteur qui limite potentiellement l’habitabilité de ces mondes est qu’ils sont susceptibles d’avoir une épaisse couche de glace entre le fond océanique et le noyau rocheux de la planète. Sur Terre, l’altération des fonds marins rocheux produit des nutriments essentiels à la vie – la glace pourrait inhiber ce processus. Néanmoins, il existe toujours la possibilité que ces nutriments soient transportés à travers la glace par convection, ou acheminés vers la planète par d'autres moyens, comme par le biais d'impacts de comètes et d'astéroïdes ou de condensation atmosphérique.
L'étude a également examiné plusieurs candidats réels du monde hycéen, et parmi eux, trois se démarquent comme ayant de bonnes chances d'habitabilité.
Bien que ces trois candidats gravitent autour d’étoiles naines rouges – connues pour leurs éruptions solaires violentes et hostiles – les étoiles de ces planètes sont relativement calmes. Il s'agit de TOI-270 d, TOI 1468 c et TOI-732 c (TOI fait référence aux planètes observées par le télescope spatial TESS).
Chacune de ces trois planètes devrait être observée par James Webb au cours de sa deuxième année d'observation, ce qui signifie que nous sommes sur le point d'avoir un aperçu plus détaillé de nouvelles exoplanètes passionnantes. L'observation de K2-18b l'année dernière n'était que le début des recherches sur le monde hycéen, et cet article récent aidera les astronomes à limiter les structures internes possibles de ces mondes et à déterminer les chances d'y trouver de la vie.
Plus d'informations : Frances E. Rigby et al, Sur les conditions océaniques des mondes hycéens, arXiv (2024). DOI :10.48550/arxiv.2402.12330
Fourni par Universe Today
