video: This artist's impression shows the planet K2-18b, its host star and an accompanying planet in this system. K2-18b is now the only super-Earth exoplanet known to host both water and temperatures that could support life. UCL researchers used archive data from 2016 and 2017 captured by the NASA/ESA Hubble Space Telescope and developed open-source algorithms to analyse the starlight filtered through K2-18b's atmosphere. The results revealed the molecular signature of water vapour, also indicating the presence of hydrogen and helium in the planet's atmosphere. view more
Credit: Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser
K2-18b, huit fois plus massive que la Terre, est à l'heure actuelle la seule planète en orbite en dehors du système solaire, ou 'exoplanète', connue pour avoir à la fois de l'eau et des températures qui pourraient soutenir la vie.
La découverte, publiée aujourd'hui dans Nature Astronomy, représente la première détection d'une atmosphère d'exoplanète orbitant dans la "zone habitable" de son étoile, c'est-à-dire à une distance où l'eau peut exister sous forme liquide.
L'auteur principal, Angelos Tsiaras (Centre d'Exo-chimie Spatiale de UCL - CSED), a déclaré : «Trouver de l'eau dans un monde potentiellement habitable autre que la Terre est incroyablement passionnant. K2-18b n'est pas une «Terre 2.0» car elle est beaucoup plus massive et présente une composition atmosphérique différente. Toutefois, il s'agit d'un pas en avant pour répondre à la question fondamentale : notre Terre est-elle unique? »
L'équipe a utilisé des données acquises de 2016 et 2017 par le télescope spatial Hubble de l'ESA et la NASA, et a développé des algorithmes open-source pour analyser la lumière de l'étoile filtrée à travers l'atmosphère de K2-18b. Les résultats ont révélé la signature de la molécule de vapeur d'eau, également indiquant la présence d'hydrogène et d'hélium dans l'atmosphère de la planète.
Les auteurs soupçonnent la présence d'autres molécules, notamment de l'azote et du méthane, bien que celles-ci demeurent indétectables par les observations actuelles. Par ailleurs, des études plus approfondies sont nécessaires afin de déterminer la couverture nuageuse ainsi que l'abondance d'eau dans l'atmosphère.
La planète gravite autour de la naine rouge K2-18, une étoile froide située à environ 110 années-lumière de la Terre dans la constellation du Lion. Compte tenu du niveau d'activité élevé de son étoile, K2-18b pourrait être plus hostile que la Terre et serait potentiellement exposée à davantage de radiations.
K2-18b a été détectée en 2015 et fait partie des centaines de super-Terres (planètes dont la masse se situe entre Terre et Neptune) découvertes par le télescope Kepler de la NASA. La mission TESS de la NASA devrait révéler des centaines de super-Terres supplémentaires dans les années à venir.
Dr Ingo Waldmann (UCL CSED), co-auteur, a déclaré: «Avec autant de nouvelles super-Terres qui devraient être découvertes au cours des prochaines décennies, il est probable que ce soit la première découverte d'une longue liste d'exoplanètes potentiellement habitables. Ceci est vrai non seulement parce que les super-Terres, à l'instar de K2-18b, sont les planètes les plus communes de notre galaxie, mais aussi parce que les naines rouges (des étoiles plus petites que notre Soleil) sont les étoiles les plus courantes."
La prochaine génération de télescopes spatiaux, notamment le télescope spatial James Webb de la NASA / ESA / CSA et la mission ARIEL de l'ESA, sera en mesure de caractériser plus en détail les atmosphères d'exoplanètes grâce à des instruments plus sophistiqués. ARIEL est prévue pour être lancée en 2028 et observer en détail 1 000 planètes afin de développer une compréhension plus représentative de leur nature.
Prof. Giovanna Tinetti (UCL CSED), co-auteure de la découverte et directrice de recherche (PI) pour la mission ARIEL, a déclaré: «Notre découverte fait de K2-18 b l'une des cibles les plus intéressantes pour des études futures. Plus de 4 000 exoplanètes ont été détectées, mais nous en savons peu sur leur composition et leur nature. En observant un large échantillon de planètes, nous espérons révéler certains secrets sur leur chimie, leur formation et leur évolution. "
«Cette étude contribue à notre compréhension des mondes habitables au-delà du système solaire et marque une nouvelle ère dans la recherche sur les exoplanètes, cruciale pour placer la Terre, notre berceau, dans une vision globale du Cosmos», a déclaré le Dr Tsiaras.
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Ces travaux ont été financés par le Conseil Européen de la Recherche (ERC), le Conseil Britannique des Établissement Scientifiques et Technologiques (UKRI) et le programme H2020 ExoplANETS-A.
Journal
Nature Astronomy