La découverte d'une «planète océan» confirmée

C'est l'une des exoplanètes les plus proches de notre système solaire. Située à seulement 42 années-lumière, GJ1214b a pu être observée directement par Hubble, qui a confirmé les premières spéculations: cette «super Terre» est a priori majoritairement constituée d'eau.
«Elle ne ressemble à aucune autre planète», note Zachory Berta, du Centre Smithsonien d'astrophysique d'Harvard. Hubble a pu directement observer le transit de la planète devant sa naine rouge d'étoile. En analysant la façon dont l'atmosphère filtre la lumière de son soleil, les scientifiques ont pu en déterminer sa nature, principalement composée de vapeur d'eau. Le télescope James Webb, qui doit être lancé en 2018, devrait permettre d'en apprendre davantage.

Glace chaude


GJ1214b, située dans la constellation du Serpentaire, a un rayon 2,7 fois supérieur à celui de la Terre, pour une masse six fois plus importante. Ce qui signifie qu'elle est beaucoup moins dense: 2 g/cc (gramme par centimètre cube), contre 5 g/cc pour la Terre et 1 g/cc pour l'eau. Les chercheurs estimaient en 2009 que la façon la plus simple de décrire la planète était «un océan chaud géant».

Car il ne faut donc pas compter aller y faire de la plongée sous-marine: le température en surface avoisinerait les 230°C. Parce que que la pression y est sans doute bien plus élevée que sur Terre, l'eau pourrait se trouver dans des états exotiques qui n'existent pas sur Terre, comme la glace chaude. Peut-être qu'on y trouve des sirènes alien...

Apollyôn a écrit:(...) l'eau pourrait se trouver dans des états exotiques qui n'existent pas sur Terre, comme la glace chaude.

Apollyôn a écrit:A 42 années-lumières, ça en fait du chemin pour récupérer un poisson extra-terreste...

Découverte en 2009, l’exoplanète Gliese 1214 b suscitait des interrogations sur sa nature, les astrophysiciens hésitant entre une planète océan exotique et une sorte de supervénus couverte de nuages. Les observations réalisées à l’aide de la WFC3 de Hubble sont maintenant favorables à l’hypothèse d’une planète largement gazeuse avec une forte quantité d’eau dans son atmosphère.
De même que nous avions sous-estimé la diversité des corps célestes dans notre Système solaire, nous ne nous rendons probablement pas encore compte de la diversité du monde des exoplanètes que nous commençons tout juste à explorer. Le cas de Gliese 1214 b (GJ 1214 b) en est probablement un bon exemple. On savait que cette planète, qui effectue son orbite en 38 heures autour d’une naine rouge située à environ 40 années-lumière de la Terre dans la constellation d'Ophiuchus (le Serpentaire), possédait une atmosphère. Mais il était bien difficile d’en connaître la nature et plusieurs modèles ont été proposés.

Un article publié sur arxiv vient toutefois d’apporter des précisions. Les astrophysiciens y décrivent les résultats obtenus en utilisant la Wide Field Camera 3 (WFC3) du télescope Hubble pour analyser l’atmosphère de GJ 1214 b. Deux modèles semblent maintenant éliminés, celui faisant intervenir un cœur de glace entouré d’une atmosphère d’hydrogène atomique et d’hélium et celui proposant un cœur rocheux entouré d’une atmosphère d’hydrogène moléculaire.

Une certitude : GJ 1214 b fait partie des superterres puisque son diamètre et sa masse sont respectivement d'environ 2,7 fois et 7 fois ceux de la Terre. Mais sa densité moyenne est faible puisqu’elle est estimée à 2 g/cm3. Pour mémoire, celle de la Terre est de 5,5 g/cm3.

On pouvait donc bien envisager qu’elle contienne beaucoup d’eau. Mais comme sa température de surface doit dépasser les 100 °C, cette eau, si sa présence était confirmée, ne pouvait être que dans un état exotique.

Pour le savoir, les chercheurs ont donc utilisé la Wide Field Camera 3 à l’occasion d’un transit planétaire pour mesurer les caractéristiques du rayonnement infrarouge traversant l’atmosphère de GJ 1214 b sur une large bande de fréquence. Une atmosphère qui ne serait pas composée majoritairement de vapeur d’eau serait plus transparente en infrarouge que dans la bande de la lumière visible.

Ce n’est pas ce que les astrophysiciens ont trouvé et il est maintenant probable que GJ 1214 b soit constituée d’un noyau de roches et de glaces entouré d’une atmosphère formée de 50 à 85 % de molécules d’eau. Il s’agirait donc d’une exoplanète s’étant formée initialement loin de son étoile, riche en glaces, qui aurait ensuite migré pour s’approcher de son soleil âgé d’environ 6 milliards d’années.


Il n'est pas interdit de penser qu'une partie de l'eau présente sur cette exoplanète se trouve sous forme de glace « chaude » dans une phase exotique ou encore formant peut-être une sorte d'océan supercritique étant données les conditions de températures et de pressions y régnant.