Résumé :
Avec l'aide du télescope spatial James Webb, les astronomes ont trouvé des preuves solides de l'existence d'une atmosphère sur une exoplanète similaire à la Terre primitive. La planète, appelée HD 3167b, est une planète de lave, mais elle est trop froide pour une planète de lave et trop chaude pour la vie. Auparavant, les milieux universitaires croyaient généralement que l’atmosphère d’une planète rocheuse si proche d’une étoile serait détruite par le rayonnement stellaire. Les résultats pertinents ont été complétés par une équipe de l'Université de Chicago et ont été publiés dans le dernier numéro de The Astrophysical Journal Letters.
Monde de lave HD 3167b récemment découvert. Source de l'image : site officiel de la NASA
HD 3167b est situé en direction des Poissons, à environ 154 années-lumière de la Terre. Il ne faut que 0,96 jour terrestre, soit moins de 24 heures, pour orbiter une fois autour de son étoile hôte, et il est verrouillé par les marées : un côté fait toujours face à l'étoile et l'autre côté est toujours sombre. Les calculs théoriques montrent que la température d'équilibre sur sa face ensoleillée peut atteindre 1 786 Kelvin, ce qui est suffisant pour faire fondre les roches silicatées.
La planète a un rayon d'environ 1,6 fois celui de la Terre et une masse d'environ 4,84 fois celle de la Terre. C'est une « super Terre » rocheuse. Son étoile hôte HD 3167 est légèrement plus petite que le soleil, mais en raison de son orbite extrêmement proche, l'intensité du rayonnement reçu par la planète reste très élevée.
L'équipe de recherche a utilisé l'instrument infrarouge moyen MIRI du télescope Webb pour mesurer le rayonnement thermique du côté solaire pendant la période de fenêtre de l'éclipse secondaire de la planète. Les résultats montrent que la température de luminosité du côté jour est nettement inférieure aux attentes théoriques pour une planète rocheuse nue sans atmosphère. L'explication la plus raisonnable est que l'atmosphère joue un rôle de refroidissement : une partie du rayonnement stellaire est réfléchie et le flux atmosphérique peut également transporter la chaleur du côté jour vers l'hémisphère ombragé, abaissant ainsi la température maximale du côté solaire.
Cette découverte change la compréhension des gens sur l'évolution des planètes en fusion. Selon les modèles antérieurs, le rayonnement ultraviolet à haute énergie et le vent stellaire de l'étoile continueront à chasser le gaz extérieur de la planète, ce qui rendra difficile pour ces planètes de maintenir leur atmosphère pendant une longue période. Sur cette base, on suppose que l’atmosphère de HD 3167b proviendrait probablement de la planète elle-même. L'océan magmatique évapore continuellement les matériaux rocheux, reconstitue la haute atmosphère et rivalise avec le vent stellaire. C'est également la planète de lave actuellement connue pour recevoir le rayonnement stellaire le plus faible, mais qui présente des preuves d'une atmosphère.
L'équipe a également rappelé qu'elle n'avait trouvé que des preuves solides de l'existence de l'atmosphère, et non une confirmation définitive. La composition chimique de l’atmosphère ne peut pas être déterminée avec précision et des observations spectroscopiques Webb supplémentaires sont nécessaires pour la distinguer.
Parce que la Terre primitive, il y a des milliards d'années, était également un monde rempli de magma, les planètes de lave sont considérées comme des « modèles » pour la Terre primitive. Observer comment HD 3167b retient son atmosphère nous aidera à comprendre le processus par lequel la jeune Terre s'est progressivement refroidie dans son environnement chaud, créant les conditions propices à l'émergence d'eau liquide à la surface.
Cependant, les chercheurs ont souligné que même si l'atmosphère absorbe une partie de la chaleur, la face diurne de la planète est encore suffisamment chaude pour faire fondre les roches et ne dispose pas d'un environnement propice à la vie connue.
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