Trouver des océans cachés sur des mondes lointains, également appelés exoplanètes, nécessite d'exploiter les signatures chimiques de leurs atmosphères. Lorsqu'une exoplanète passe devant son étoile hôte ou transite par celle-ci, comme l'observent nos télescopes, cela crée une légère baisse de la luminosité de l'étoile. Les chercheurs utilisent cette lumière pour analyser l’atmosphère de l’exoplanète en décomposant la lumière des étoiles en différentes longueurs d’onde (ce que l’on appelle spectroscopie). Certains composés chimiques présents dans l’atmosphère peuvent absorber des longueurs d’onde spécifiques de la lumière, créant ainsi des caractéristiques uniques dans le spectre.

Voici un exemple de la façon dont la chimie peut révéler la présence d’un océan caché sur une exoplanète :

1. Spectroscopie de transmission :

- Lorsqu'une exoplanète transite devant son étoile hôte, une petite quantité de lumière stellaire traverse son atmosphère. Cette lumière véhicule des informations sur la composition atmosphérique.

2. Caractéristiques spectrales :

- Si l'atmosphère de l'exoplanète contient des quantités importantes de vapeur d'eau, elle absorbe des longueurs d'onde spécifiques de la lumière infrarouge de l'étoile. Cela crée une « caractéristique d’absorption de vapeur d’eau » unique dans le spectre.

3. Indicateurs chimiques :

- Outre la vapeur d'eau, la présence d'autres produits chimiques peut également laisser présager l'existence d'un océan. Le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4) sont des molécules couramment associées au dégazage géologique et à l'activité hydrothermale, processus souvent liés à l'eau liquide souterraine. Leur présence pourrait suggérer un lien avec un océan sous-jacent.

4. Contraintes de température et de pression :

- L'analyse de la chimie de l'atmosphère d'une exoplanète peut également fournir des indices sur ses conditions de température et de pression. Des atmosphères plus chaudes suggèrent des probabilités plus élevées d’évaporation de l’eau, qui deviennent plus faciles à détecter. Des pressions atmosphériques plus élevées aident à retenir l’eau évaporée dans l’atmosphère.

5. Modélisation atmosphérique :

- Les chercheurs développent des modèles qui simulent le comportement de différentes compositions atmosphériques dans les conditions attendues sur l'exoplanète. La comparaison des données spectrales observées aux résultats de simulation permet d’affiner les estimations de température, de pression et d’abondances chimiques.

6. Autres observations :

- Les observations de suivi peuvent utiliser différentes méthodes, telles que la vitesse radiale ou la surveillance photométrique, pour mesurer la masse et la taille de l'exoplanète. La combinaison de données chimiques et physiques renforce l’inférence sur d’éventuels océans cachés.

Trouver des océans cachés sur des exoplanètes reste une tâche difficile, mais les progrès des techniques spectroscopiques et de la modélisation continuent de mettre en lumière la complexité de ces atmosphères lointaines. La chimie de l’atmosphère fournit un trésor d’informations que les astrobiologistes examinent avec impatience à la recherche de mondes aquatiques potentiellement propices à la vie au-delà de la Terre.