Des scientifiques découvrent de la vapeur d'eau dans l'atmosphère d'une super-Terre

Concept d'artiste de la super-Terre K2-18b, un monde lointain maintenant reconnu pour sa vapeur d'eau dans son atmosphère et ses températures relativement modérées. Cela peut-il soutenir la vie? Image via ESA / Hubble / M. Kornmesser / UCL News.

MISE À JOUR: Depuis que cette histoire a été publiée mercredi, il y a eu une tempête de controverse à ce sujet. Nous avons un suivi dimanche prochain. Lisez celui-ci en premier…

Les scientifiques ont annoncé une autre découverte intéressante aujourd'hui (le 11 septembre 2019) concernant des exoplanètes potentiellement habitables. Pour la première fois, ils ont détecté la vapeur d'eau dans l'atmosphère d'une lointaine super-Terre - appelée K2-18b - en orbite autour de son étoile dans la zone habitable. Le mot "habitable" dans ce contexte ne signifie pas que les humains pourraient y vivre. La zone habitable d'une étoile est la zone dans laquelle l'eau liquide peut exister, et l'eau est essentielle à la vie telle que nous la connaissons. Cette exoplanète particulière a également des températures relativement modérées, par rapport aux normes terrestres. Avec la confirmation de la vapeur d'eau et des températures habitables, K2-18b est en train de devenir une cible très intrigante dans la recherche de la vie.

La découverte évaluée par des pairs a été publiée dans un article publié aujourd'hui (11 septembre 2019) dans Nature Astronomy par des chercheurs de University College London (UCL). Un autre article (version préliminaire) a également été publié sur ArXiv le 10 septembre 2019.

Le nouveau travail découle d'observations effectuées avec le télescope spatial Hubble. Il s'agit de la première analyse atmosphérique réussie d'une exoplanète dans la zone habitable de son étoile. De telles études se sont révélées difficiles en raison des distances de ces mondes et de leurs tailles réduites par rapport aux géants gaziers tels que Jupiter.

De l'eau a été découverte dans l'atmosphère d'une exoplanète "de la super-Terre" en orbite autour de son étoile dans la zone habitable. Bien que l'atmosphère de l'exoplanète ne soit pas censée être "habitable" selon les normes humaines, il s'agit d'une découverte remarquable: https://t.co/CzkgUzdnPp pic.twitter.com/wqkABFnJ00

- Ian O'Neill (@astroengine) 11 septembre 2019

Selon Angelos Tsiaras du CSED (Center for Space Exochemistry Data) de l'UCL et premier auteur du nouvel article:

Trouver de l'eau dans un monde potentiellement habitable autre que la Terre est incroyablement excitant. K2-18b n'est pas «Earth 2.0», car il est beaucoup plus lourd et présente une composition atmosphérique différente. Cependant, cela nous rapproche de la réponse à la question fondamentale: la Terre est-elle unique?

L'analyse de l'atmosphère de K2-18b était basée sur des données du télescope spatial Hubble. Dans cette analyse, les scientifiques ont également trouvé de l'hydrogène atmosphérique et de l'hélium. Ils croient que l'azote et le méthane pourraient également être présents, mais d'autres études sont nécessaires pour le confirmer ou non. Les scientifiques doivent également déterminer le degré de nébulosité de l'atmosphère et la teneur en vapeur d'eau exprimée en pourcentage. Ils pensent également qu'il est probable qu'il y ait des nuages ​​d'eau dans l'atmosphère de K2-18b également, voire même de la pluie . Du deuxième article:

Compte tenu de l'irradiation relativement faible de l'étoile, la température de K2-18b est suffisamment basse pour que la vapeur d'eau détectée puisse se condenser de manière plausible pour former des gouttelettes de liquide. Il est donc possible que la pluie d'eau liquide précipite dans l'atmosphère moyenne de K2-18b.

La co-auteur Giovanna Tinetti a déclaré:

Notre découverte fait de K2-18b l’une des cibles les plus intéressantes pour les études futures. Plus de 4 000 exoplanètes ont été détectées mais nous ne savons pas grand chose de leur composition et de leur nature. En observant un grand échantillon de planètes, nous espérons révéler des secrets sur leur chimie, leur formation et leur évolution.

Comme Tsiaras a ajouté:

Cette étude contribue à notre compréhension des mondes habitables au-delà de notre système solaire et marque une nouvelle ère dans la recherche sur les exoplanètes, cruciale pour placer finalement la Terre, notre seule demeure, dans la grande image du cosmos.

K2-18b est la première exoplanète située dans la zone habitable d'une étoile, idéale pour les analyses atmosphériques. Image via Upcosmos.com.

Comme je l'ai mentionné, K2-18b est une super-Terre, une planète plus grande que la Terre mais plus petite que Neptune. Il gravite autour de l'étoile naine rouge K2-18 tous les 33 jours et se trouve à 110 années-lumière en direction de la constellation Léo le Lion. Le télescope spatial Kepler de la NASA a découvert ce monde en 2015. Les conditions actuelles à la surface de la planète ne sont pas encore connues, mais son étoile naine rouge est très active, ce qui signifie que la planète est exposée au rayonnement ultraviolet qui a fait la réputation de ses nains rouges. Cependant, les études actuelles suggèrent que K2-18b reçoit environ la même quantité de rayonnement de son étoile que la Terre reçoit du soleil. Ce serait une bonne chose pour la possibilité de la vie. Pourtant, il y a beaucoup d'inconnues quant aux autres facteurs qui affectent l'habitabilité possible de ce monde.

Une étude précédente indiquait que la planète était probablement soit une planète principalement rocheuse avec une petite atmosphère gazeuse - comme la Terre, mais plus grande - soit une planète principalement composée d’eau, recouverte d’une épaisse couche de glace. Selon Ryan Cloutier, Ph.D. étudiant à l'Institut de recherche sur les exoplanètes de l'Université de Montréal (iREx):

Avec les données actuelles, nous ne pouvons pas distinguer ces deux possibilités. Mais avec le télescope spatial James Webb, nous pouvons sonder l’atmosphère et voir si elle est vaste ou si la planète est recouverte d’eau.

Le télescope Webb permettra également d'analyser l'atmosphère de K2-18b à la recherche de biosignatures, en l'occurrence de gaz tels que l'oxygène ou le méthane, qui pourraient indiquer non seulement la possibilité, mais également la présence de vie. Les faux positifs devraient toutefois être exclus, car ces deux gaz peuvent également être créés sans que la vie soit en jeu.

K2-18 possède également une autre super-Terre, K2-18c, mais cette planète est plus proche de l'étoile et ne sera probablement pas dans la zone habitable. Il a été découvert par Cloutier en 2017.

Le concept de l'artiste antérieur, K2-18b, montrait également K2-18c et l'étoile naine rouge à l'arrière-plan. Image via Alex Boersma / iREx.

Kepler et d'autres télescopes ont découvert des exoplanètes par milliers ces dernières années, dont beaucoup sont des super-Terre, comme K2-18b. Les scientifiques s'attendent à ce que de nombreuses autres exoplanètes continuent d'être découvertes, dont certaines seront potentiellement habitables. Comme le notait le coauteur Ingo Waldmann:

Avec autant de nouvelles super-Terre qui devraient être découvertes au cours des deux prochaines décennies, il est probable que ce soit la première découverte de nombreuses planètes potentiellement habitables. Ce n'est pas seulement parce que les super-terres comme K2-18b sont les planètes les plus communes de notre galaxie, mais aussi parce que les naines rouges - les étoiles plus petites que notre soleil - sont les étoiles les plus courantes.

Pour la première fois, des chercheurs utilisant Hubble ont détecté des signatures de vapeur d'eau dans l'atmosphère d'une planète située au-delà de notre système solaire et située dans la "zone habitable". Pour plus d'informations: https://t.co/vUa2NbkbwU pic.twitter.com/ey3uz2ynMk

- Hubble (@NASAHubble) 11 septembre 2019

Conclusion: la découverte de vapeur d’eau dans l’atmosphère de K2-18b est la première fois que de l’eau est trouvée sur une exoplanète de la super-Terre potentiellement habitable.

Source: Vapeur d’eau dans l’atmosphère de la planète Terre à huit masses habitables K2-18 b

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

Via UCL News