Proxima Centauri b Probablement un monde désertique

Les astronomes soupçonnent que Proxima Centauri, son voisin stellaire le plus proche du Soleil, a desséché son exoplanète potentiellement rocheuse, détruisant ainsi les chances d’habitabilité de la planète.

De nombreuses spéculations ont eu lieu sur le petit monde connu sous le nom de Proxima Centauri depuis que les astronomes ont annoncé sa découverte en août dernier. Avec une masse minimale de 1, 3 Terre, l’exoplanète tourne autour de son étoile à environ un dixième de la distance à laquelle Mercure bouclera le Soleil. Pourtant, parce que Proxima Centauri est un nain rouge M (les lambeaux de la litière stellaire), ce manque total d’espace personnel place le monde dans la zone habitable potentielle de l’étoile, la région où Dans l’atmosphère et la composition rocheuse, il y a une quantité suffisante de lumière stellaire pour maintenir l’eau de surface.

Les jeunes étoiles naines M peuvent déclencher des fusées éclairantes dangereuses, une condamnation à mort pour les planètes en orbite rapprochée. Cette illustration représente une super-éblouissement sur l'une des étoiles du binaire DG Canum Venaticorum, âgé d'environ 30 millions d'années.
Centre de vol spatial Goddard de la NASA / S. Wiessinger

Mais les résultats présentés plus tôt ce mois-ci lors de la réunion hivernale américaine de la Astronomical Society à Grapevine, au Texas, suggèrent qu’être dans cette situation idéale aurait plutôt appelé orthographié Proxima Centauri.

Nains dangereux

Avant de devenir des étoiles à part entière, à fusion d'hydrogène, les plus petites naines rouges ont passé quelques centaines de millions d'années à se contracter. Au cours de cette étape, ils sont beaucoup plus brillants qu’ils ne le seront à l’âge adulte, avec un facteur 50 environ, a déclaré Edward Guinan (Université de Villanova) lors d’une séance tenue le 4 janvier. En outre, les jeunes étoiles M projettent des radiations de rayons X et ultraviolets, environ 100 fois plus en rayons X et 10 à 20 fois plus en UV que les nains aussi vieux que le Soleil.

Ajoutant l'insulte à la blessure, ces jeunes étoiles déclenchent de dangereuses fusées éclairantes. Si un monde en orbite possède un champ magnétique global faible ou inexistant, les vents de l'étoile pourraient détruire l'atmosphère de la planète. «Si vous avez un champ magnétique faible, vous êtes épuisé», a déclaré Guinan. "Il n'y a vraiment aucun moyen de survivre."

Tous ces facteurs réunis font que, dans les premiers jours de Proxima Centauri, sa zone habitable était plus éloignée qu’elle ne l’est maintenant. Si l'exoplanète s'est formée là où elle réside actuellement (dans la zone habitable moderne), le monde "aura alors vécu un véritable enfer au début de ses 300 à 400 millions d'années", a déclaré Guinan.

Depuis une décennie, Guinan et son équipe poursuivent un projet appelé Vivre avec un nain rouge. Ils rassemblent des données sur tous les petits et nains M cool à environ 30 années-lumière de la Terre, en essayant de comprendre leurs vitesses de rotation, leur richesse en étoiles, leur âge et plus encore. Compte tenu de ce qu’ils ont appris de ce travail, Proxima Cen b est très probablement un monde désertique.

Victoria Meadows (Université de Washington), qui a présenté la même séance, est parvenue à la même conclusion. Elle et ses collègues ont étudié différentes atmosphères potentielles et procédé à des simulations pour déterminer à quoi pourrait ressembler l'exoplanète aujourd'hui, environ 5 milliards d'années après sa création. Ils ont déterminé que, s'il y avait de l'eau de surface, le rayonnement entrant se serait probablement évaporé en grande partie ou en totalité. Et puisque l'eau est composée d'oxygène et d'hydrogène et que l'hydrogène est plus facilement retiré de la portée gravitationnelle d'une planète, le processus aurait pu créer une vaste atmosphère riche en oxygène. Une atmosphère riche en dioxyde de carbone semblable à celle de Vénus est une autre possibilité.

Cette impression d'artiste montre à quoi le ciel pourrait ressembler sur Proxima Centauri b si la planète a une surface. L'exoplanète tourne autour de l'étoile naine rouge Proxima Centauri, actuellement l'étoile la plus proche du système solaire à 4, 2 années-lumière. Les deux autres membres du triple Alpha Centauri, Alpha Centauri A et B, apparaissent également dans le ciel.
ESO / M. Kornmesser

Proxima Centauri b pourrait également être habitable si elle était initialement dotée d’une enveloppe protectrice riche en hydrogène, ou si elle se formait plus loin de l’étoile - et donc plus loin du rayonnement meurtrier - et migrait ensuite vers sa position rapprochée actuelle. S'éloigner serait également bénéfique pour l'eau, car les glaces sont plus répandues à l'extérieur des disques formant une planète: le petit monde aurait alors pu disposer d'un dépôt de glace qui, lorsqu'il se rapprocherait du nain M, fondu dans les mers.

En supposant que c'est rocheux, c'est-à-dire que les astronomes n'ont qu'une masse minimale pour l'exoplanète. Cela pourrait plutôt ressembler à Uranus et Neptune.

Les autres mondes les plus proches de la zone habitable

Il existe cependant d'autres mondes proches potentiellement habitables. Dans leur étude, l'équipe de Guinan a examiné deux autres exoplanètes: Kapteyn b (à 13 années-lumière de distance) et Wolf 1061 c (14 à des années-lumière). Les deux planètes ont un peu plus de la moitié de la largeur de la Terre, avec des masses minimales de 4 à 5 Terre, et les deux sont dans les zones habitables de leurs étoiles. Notamment, l'étoile de Kapteyn a environ 11 milliards d'années et a probablement été volée dans une galaxie naine.

Compte tenu de l'âge des étoiles et de leurs émissions de rayons X et ultraviolets, l'équipe a déterminé que Wolf 1061 c avait également de faibles chances d'être habitée. Mais Kapteyn b semble favorable. Il reçoit actuellement 8 fois plus de rayons X de son étoile que la Terre du Soleil et moins de deux fois le niveau ultraviolet de la Terre. À 0, 17 distance Terre-Soleil, Kapteyn b est également trois fois et demi plus éloigné de son nain M que Proxima Cen b ne l’est plus. Cela aurait peut-être été suffisamment éloigné pour affronter la jeunesse violente du nain.

Références:

Victoria Meadows et al. «Proxima Centauri b: États environnementaux et discriminants d'observation.» 229th American Astronomical Society. Résumé 120.03.

Edward Guinan, Scott Engle, Ignasi Ribas. «Au-delà de Proxima b: Enquête sur les prochaines exoplanètes potentiellement habitables: Kapteyn b (13 LY) et Wolf 1061 c (14 LY) - Évaluer leur aptitude à la vie.» 229e American Astronomical Society. Résumé 120.04.


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