image: KU Leuven researchers discovered that two out of three possible climates on exoplanets are potentially habitable. view more
Credit: KU Leuven - Ludmila Carone
Ce communiqué est disponible en anglais.
La quête vers d'autres planètes potentiellement habitables nous incite à imaginer d'autres Terres. Toutefois certaines exoplanètes - des planètes qui orbitent autour d'autres étoiles que notre Soleil - pourraient s'avérer être de meilleurs candidats que d'autres. Véritables faiseurs de planètes virtuelles, des chercheurs de la KU Leuven en Belgique ont mis à jour de nouvelles indications allant en ce sens. Au terme de 165 simulations climatiques distinctes, ils ont pu démontrer que l'habitabilité d'une exoplanète dépend de son système de vents. Leurs études fourniront une aide précieuse aux futures missions de recherche de planètes.
La plupart des exoplanètes orbitent autour d'étoiles relativement petites que l'on appelle naines rouges. Etant donné que les naines rouges sont considérablement plus froides que notre Soleil, seules les planètes orbitant près de leur étoile sont suffisamment chaudes pour abriter de l'eau liquide en surface. Ces planètes sont potentiellement habitables et leur proximité vis-à-vis de leur étoile hôte les rend plus faciles à détecter et à observer que d'hypothétiques équivalentes de notre Terre, plus éloignées de leur étoile. Par conséquent, ces planètes constituent d'excellents candidats pour des études approfondies.
Les exoplanètes proches de leur étoile subissent néanmoins de forts effets de marées, de sorte que, à l'instar de notre Lune vis à vis de la Terre, elles présentent toujours la même face à leur soleil. On les dit "liées par marées". Le fait que de telles planètes aient un côté perpétuellement dans la lumière et l'autre dans la nuit ne se traduit pas nécessairement par un climat brûlant d'un côté et glacial de l'autre. Cela vient d'un système "d'air conditionné" appelé circulation atmosphérique, c.-à-d. de larges mouvements de masses d'air qui permettent de conserver des températures dans la fourchette "habitable".
Trois chercheurs de la KU Leuven, à savoir Ludmila Carone et le Professeur Rony Keppens du Centre d'Etudes Mathématiques des Plasma Astrophysiques et le Professeur Leen Decin de l'Institut d'Astronomie, ont examiné avec une précision encore jamais atteinte les climats possible pour les planètes "liées par marées". Leur étude repose sur des modèles 3D d'exoplanètes avec différentes périodes de rotation (de 1 à 100 jours) et différentes tailles (jusqu'à deux fois celle de la Terre). Ils ont découverts que ces planètes rocheuses avaient trois types de climats possibles, dont deux potentiellement habitables.
Sur les exoplanètes dont la période orbitale est inférieure à 12 jours, un 'jet stream' court en direction de l'est dans les couches supérieures de l'atmosphère au niveau de l'équateur. Ce jet, connu sous le nom de super-rotation, interfère avec la circulation atmosphérique de sorte que le côté éclairé de la planète devient trop chaud pour être habitable.
Des modèles plus avancés ont toutefois révélé deux alternatives. Dans la première, deux jets plus faibles se forment à haute altitude en direction de l'ouest. Dans l'autre, une faible super-rotation existe mais se combine à deux jets de haute altitude. Ces systèmes de vents n'interfèrent pas avec le système "d'air conditionné", de sorte que les planètes restent potentiellement habitables, et donc dignes de tout notre intérêt.
Ces résultats sont importants en vue de missions spatiales à venir. En particulier, des chercheurs de la KU Leuven sont actuellement impliqués dans la préparation du télescope spatial James Webb, le successeur du télescope spatial Hubble, que la NASA lancera en 2018, ainsi que dans la mission européenne de recherche d'exoplanète PLATO, prévue par l'Agence Spatiale Européenne pour 2024.
Cette étude n'aidera donc pas seulement à sélectionner les candidats les plus prometteurs dans la "banlieue galactique" du Soleil. Elle aidera aussi à éviter de se désintéresser trop vite de planètes pourtant potentiellement habitables sous prétexte qu'elles apparaissent trop dissemblables de notre Terre...
Contact Media
Dr Ludmila Carone, Centre for Mathematical Plasma-Astrophysics, Faculty of Science, tel: +32 16 32 76 90, e-mail: ludmila.carone@wis.kuleuven.be
Texte intégral
Ces recherches ont été publiées dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society sous le titre "Connecting the dots II: phase changes in the climate dynamics of tidally locked terrestrial exoplanets" par Ludmila Carone, Rony Keppens, and Leen Decin. Des copies peuvent en être obtenues auprès des auteurs.
Financement
Cette etude bénéficie de l'aide de la "KU Leuven Interdisciplinary Research Grant project IDO-exoplanets" ainsi que du "KU Leuven GOA-project on Extreme energy transformations and transfers in astrophysical and laboratory plasmas" (GOA/2015-014). Les ressources et services nécessaires aux calculs ont été fournis par le Flemish Supercomputer Centre (VSC).
Journal
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society