Un astre dans le collimateur des astronomes depuis des années pourrait être la première planète océanique détectée en dehors du système solaire, grâce au télescope spatial James Webb, selon une étude parue dans Astrophysical Journal Letters.
LHS 1140b est scrutée sous toutes les coutures depuis sa découverte à 48 années lumière de la Terre, dans la constellation de la Baleine en 2017. Enrichissant le catalogue de quelques milliers d’exoplanètes, ces astres en orbite autour d’une autre étoile que notre Soleil. Une poignée seulement est dite potentiellement « habitable », c’est-à-dire susceptible d’abriter une forme de vie sur une planète rocheuse située ni trop près ou trop loin de son étoile.
« Avec des conditions de température et de pression à la surface qui permettraient à de l’eau d’être liquide et de le demeurer », explique à l’AFP le doctorant en astrophysique Charles Cadieux, de l’Institut canadien Trottier de recherche sur les exoplanètes.
Son étude, menée par une équipe de l’Université de Montréal, confirme d’abord que LHS 1140b est une super-Terre, avec une masse d’environ 5,6 fois celle de notre planète bleue, et non une mini-Neptune.
#Communiqué 🗞️Une équipe de planétologues du @CNRS, en collaboration avec des astronomes de l’@UMontreal, vient d’apporter les premières preuves tangibles montrant que l’exoplanète tempérée LHS1140b pourrait être une planète océan.
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— CNRS 🌍 (@CNRS) July 9, 2024
De premières observations la plaçaient pile entre ces deux types d’exoplanètes. Avec une densité telle qu’il pouvait s’agir d’une mini-Neptune, une boule de roche avec une atmosphère très épaisse de gaz d’hydrogène et d’hélium. Ou bien d’une super Terre, voire « une planète océanique avec un cœur de roche un peu plus petit, mais compensé par une enveloppe d’eau », explique M. Cadieux.
Le télescope spatial James Webb a permis de trancher, en observant l’atmosphère de la planète à la faveur de son passage devant son étoile. Avec une « absence de signaux suggérant la présence d’hydrogène ou d’hélium », qui exclut le scénario d’une mini-Neptune.
La densité de LHS 1140b implique que « la planète ait en fait de grandes quantités d’eau », selon Martin Turbet, co-auteur de l’étude et chercheur CNRS au Laboratoire de Météorologie Dynamique.
Des quantités phénoménales même, puisque si l’eau des océans sur Terre représente seulement 0,02% de sa masse, elle représenterait 10% à 20% de celle de LHS 1140b. Reste à savoir sous quelle forme.
Atmosphère, température
Et c’est là que la question de l’atmosphère de la planète revient. « On n’a pas de démonstration directe qu’elle ait une atmosphère », prévient M. Turbet, « mais des éléments vont en ce sens ».
Premier atout, LHS 1140b est chauffée doucement par les rayons de son étoile, une naine rouge, avec des « températures attendues à la surface qui doivent être assez comparables aux températures qu’il y a sur Terre ou sur Mars », explique-t-il à l’AFP.
Selon que son éventuelle atmosphère contient peu ou beaucoup de gaz à effet de serre, comme du dioxyde de carbone, la surface d’eau y sera glacée ou pas. Elle pourrait même abriter un océan liquide sur une partie de la planète exposée aux rayons de son étoile.
À moins que cet océan soit tapi sous une couche de glace, un « petit peu comme pour les lunes glacées Ganymède, Encelade ou Europe, qui orbitent autour des planètes géantes du système solaire, Jupiter et Saturne », selon M. Turbet.
D’où l’importance d’observations supplémentaires. Pour confirmer par exemple les observations des spectromètres du James Webb indiquant « peut-être la présence d’azote », explique Charles Cadieux. Un gaz omniprésent, avec l’oxygène, dans l’air que les humains respirent sur Terre.
Des informations restant à confirmer
L’équipe de Montréal milite pour obtenir d’autres observations de LHS 1140b avec le James Webb, à raison de quelques heures par an.
« Nous avons besoin d’au moins un an pour confirmer que LHS 1140b a une atmosphère, et sans doute deux ou trois de plus pour détecter du dioxyde de carbone », estime l’astrophysicien René Doyon, co-auteur de l’étude cité dans un communiqué de son Université de Montréal.
Quant à aller s’abreuver à cette source, inutile d’en rêver. Elle se trouve à environ 450.000 milliards de kilomètres.
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