K2-18b est-il vraiment une super-Terre habitable?

Le concept de l'artiste, K2-18b, ainsi qu'une autre planète de ce système, K2-18c, avec l'étoile mère, un nain rouge, à l'arrière-plan. Image via Alex Boersma / iREx.

EarthSky a signalé il y a quelques jours que pour la première fois de son histoire, de la vapeur d'eau avait été détectée dans l'atmosphère d'une exoplanète de la super-Terre potentiellement habitable. Nous n'étions pas seuls dans notre rapport. Comme on pouvait s'y attendre, la découverte a retenu l'attention des médias. Mais, il s'avère que l'histoire pourrait ne pas être tout à fait telle que rapportée et avoir été mal caractérisée dans une certaine mesure.

La découverte a été décrite dans deux articles différents, le premier publié sur arXiv le 10 septembre 2019 et le second dans la revue à comité de lecture Nature Astronomy du 11 septembre 2019.

Les documents détaillent la découverte de vapeur d'eau dans l'atmosphère de K2-18b, une exoplanète située dans la zone habitable de son étoile - où les températures permettraient à de l'eau liquide d'exister - à 110 années-lumière de la Terre. Il est exact que c’est la première fois que de la vapeur d’eau est identifiée dans l’atmosphère d’une exoplanète plus petite (non géante du gaz) dans la zone habitable de son étoile, mais peu de temps après l’annonce, de nombreux scientifiques planétaires ont critiqué la découverte. couvert dans les médias et les médias sociaux.

La détection de vapeur d'eau elle - même est confirmée, mais le type de planète K2-18b est vraiment controversé et son niveau de vie (habitable ou non).

Un autre concept d'artiste de la super-Terre K2-18b. Les scientifiques ont détecté de la vapeur d'eau dans son atmosphère, mais est-il habitable? La plupart des scientifiques disent que c'est peu probable. Image via ESA / Hubble, M. Kornmesser / UCL News.

Certains scientifiques, y compris dans l'article de Nature Astronomy, ont qualifié la planète de super-Terre. Une super-Terre est plus grande que la Terre mais plus petite que Neptune - généralement jusqu’à un maximum de deux fois sa taille - et beaucoup d’entre elles ont déjà été découvertes. La plupart sont supposés être rocheux, comme la Terre, mais il existe un point de transition - commençant environ 1, 6 à 2 fois le rayon de la Terre - où une planète peut devenir un mini-géant gazier ou un mini-Neptune, comme on les appelle habituellement. Ils sont plus grands que les super-terres, mais toujours plus petits que Neptune. La plupart des scientifiques considèrent maintenant que K2-18b est un mini-Neptune, et non une super-Terre, avec une atmosphère profonde d'hydrogène et / ou d'hélium et peut-être aucune surface solide.

K2-18b a un rayon d'environ 2, 7 fois celui de la Terre et une masse environ neuf fois celle de la Terre. Bien que certains scientifiques considèrent toujours cela comme une super-Terre possible, la plupart, semble-t-il, la classeraient comme une mini-Neptune. Tout cela peut être un peu déroutant.

L'étude de 2017, précédemment liée à, considérait que K2-18b pourrait être soit gros et rocheux, soit recouvert d'eau et / ou de glace. Mais cette étude n'a pas pris en compte les contraintes atmosphériques, mais uniquement la masse et le rayon. Erin May, scientifique spécialiste des exoplanètes, m'a dit sur Twitter:

Ma thèse portait en partie sur la distinction entre ces classes de planètes. De nombreuses études montrent qu’il est extrêmement difficile de faire une planète supérieure à 2 rayons de la Terre sans une grande atmosphère. La masse et le rayon (densité) seuls ne sont en réalité pas très utiles ici. «J'aimerais également souligner que, pour la masse et le rayon, cette planète n'aurait jamais dû être considérée comme une super-Terre. Je pense qu'il y a une tendance à écarter ce terme parce qu'il est plus «excitant», mais nous, astronomes, devons garder notre terminologie exacte.

N stor Espinoza, astronome à l'Institut Max Planck pour l'astronomie (MPIA), m'a également dit:

Si vous croyez que la caractéristique de l'eau, vous devez croire que c'est une atmosphère dominée par H / He, alors oui. Et la source que vous citez n'est pas «obsolète» - à cette époque, nous n'avions pas de contraintes atmosphériques, seulement de la masse et du rayon. "De plus, le simple fait de voir un trait d'eau * implique * une atmosphère dominée par H / He . Il n'y a pas moyen de contourner cela.

Voici un bon fil Twitter sur tout cela, rédigé par Jessie Christiansen, chercheuse à la Science Exoplanet Science Institute (NExScI) de la NASA:

LES MECS. Deux annonces indépendantes de la même chose aujourd'hui: nous avons trouvé de la vapeur d'eau dans l'atmosphère d'une planète appelée K2-18 b!

MAIS ATTENDEZ?

QU'EST-CE QUE ÇA VEUT DIRE?

- Dr. Jessie Christiansen (@aussiastronomer) 11 septembre 2019

Également de la correspondante de Nature, Alexandra Witze:

Quelques nouvelles aujourd'hui sur K2-18b, une petite planète située à 110 années-lumière de la Terre. Hubble a repéré de la vapeur d'eau et éventuellement des nuages ​​dans son atmosphère. https://t.co/3alGmHq9wS

- Alexandra Witze (@alexwitze) 11 septembre 2019

La planète est plus un mini-Neptune qu'une super-Terre: elle a une atmosphère d'hydrogène épaisse et si vous voulez trouver de l'eau, vous devez monter en ballon. Mais, le travail repousse les limites de la compréhension de ces mondes extraterrestres et de leur ressemblance (ou non) avec la Terre.

- Alexandra Witze (@alexwitze) 11 septembre 2019

Et un autre fil, de Marina Koren at The Atlantic :

1 / Un fil de discussion sur la grande nouvelle exoplanète annoncée aujourd'hui et qui, pour être parfaitement honnête, était un défi pour moi d'analyser et de rendre compte. Https://t.co/J1rstNGrpR

- Marina Koren (@marinakoren) 11 septembre 2019

Alors, qu'en est-il de l'habitabilité? Comme la planète est considérée - par la plupart des scientifiques - comme désormais un mini-Neptune, cela réduit considérablement les chances. La vapeur d'eau elle-même, ou même la pluie (comme toujours considéré comme possible dans l'atmosphère de cette planète), est excellente, mais la vie, comme nous le savons, nécessite une surface / un intérieur rocheux pour les nutriments chimiques et des masses d'eau liquide. Il peut effectivement y avoir des planètes avec des formes de vie dans une atmosphère uniquement gazeuse, mais pour une vie semblable à la Terre, du moins, K2-18b semblerait ne pas convenir à cela.

Il y a eu beaucoup de débats pour savoir si K2-18b est une super-Terre ou un mini-Neptune. La plupart des scientifiques s'accordent désormais pour dire qu'il s'agit d'un mini-Neptune, ce qui rend l'habitabilité beaucoup moins probable. Image via Patterson Clark / Washington Post / Quora.

La découverte de traces de vapeur d'eau sur une exoplanète éloignée dans la zone habitable de son étoile est passionnante, mais ne constitue pas en elle-même une preuve d'habitabilité. De nombreux facteurs doivent être pris en compte, notamment la composition de la planète et de son atmosphère. Cependant, K2-18b est la plus petite exoplanète à ce jour trouvée pour contenir de la vapeur d'eau dans son atmosphère, ce qui est un bon signe: elle confirme l'affirmation des scientifiques selon laquelle des planètes plus petites encore, contenant de la vapeur d'eau et / ou de l'eau liquide, seront trouvées. sont plus semblables à la Terre en termes de taille et de composition. Les télescopes spatiaux à venir, tels que le télescope spatial James Webb (JWST), pourront étudier les atmosphères de planètes telles que celle-ci, plus petites et plus détaillées que jamais, et même rechercher des biosignatures qui pourraient constituer un gage de vie.

En résumé: l’exoplanète K2-18b a de la vapeur d’eau dans son atmosphère, mais la planète elle-même est probablement très semblable à la Terre.

Source: Vapeur d’eau dans l’atmosphère de la planète K2-18 b de la masse huit de la Terre, de la zone habitable

Source: Vapeur d'eau sur l'exoplanète de la zone habitable K2-18b

Via UCL News