Les dernières observations montrent que sur une exoplanète située à environ 35 années-lumière de la Terre, "le sol est en réalité une mer de magma". L'équipe de recherche estime que la planète nommée L 98-59 d ne fait qu'environ 1,6 fois la taille de la Terre, mais possède un manteau rempli de lave silicatée et un intérieur et une atmosphère inhabituellement riches en soufre. Il pourrait s'agir d'un nouveau type de « monde océanique magmatique riche en soufre » qui n'a jamais été formellement identifié auparavant.

Les résultats pertinents ont été publiés dans la revue Nature Astronomy, lancée le 16 mars. Certaines des données proviennent d'observations conjointes du télescope spatial James Webb (JWST) et d'observatoires au sol. Harrison Nichols, l'auteur principal de l'article, qui a terminé ses recherches en tant qu'étudiant au doctorat à l'Université d'Oxford et est maintenant chercheur postdoctoral à l'Université de Cambridge, a déclaré à Refractor que la découverte montre "qu'il y a encore tellement de choses que nous ne savons pas sur la façon dont les planètes se forment et évoluent". Il a souligné que les types d’environnements planétaires de la Voie lactée sont bien plus diversifiés que ce que présente le système de classification actuel, et que cette diversité doit être pleinement prise en compte lors de l’examen des planètes dans la zone habitable.

Une caractéristique clé de L 98-59 d est que son manteau est similaire à la lave silicatée issue des éruptions volcaniques sur Terre, mais étendu en une « mer de magma globale » recouvrant la surface de la planète et stockant de grandes quantités de soufre en profondeur. Les chercheurs ont conclu que la planète était très probablement née dans un environnement de disque protoplanétaire plus riche en soufre que celui du système solaire. Du point de vue de la théorie de la formation des planètes, cela signifie que dans la Voie lactée, il peut y avoir de nombreuses planètes terrestres avec des compositions élémentaires complètement différentes de la Terre, et même des planètes dominées par le soufre, ce qui conduira au concept de nouveaux types de planètes rocheuses telles que les « mondes soufrés ».

Ce qui est encore plus étonnant, c’est que la planète semble avoir réussi à conserver une atmosphère riche en hydrogène et à pression extrêmement élevée pendant des milliards d’années, malgré le « coup » constant du rayonnement de haute énergie de son étoile. D'une manière générale, les planètes rocheuses comme la Terre perdront progressivement des composants volatils légers tels que l'hydrogène et le soufre au cours du processus d'évolution, mais L 98-59 d viole cette « convention », obligeant les scientifiques à recourir à des simulations numériques de haute précision pour reconstituer son histoire évolutive.

Les modèles montrent que la planète était plus chaude et plus « élargie » à ses débuts, et que son apparence était plus proche d’un « sous-Neptune ». Il s'est ensuite progressivement refroidi et s'est contracté au fil des années, mais la densité globale était encore faible, ce qui indique un ensemble atmosphérique épais et à haute pression. Cette atmosphère à haute pression, riche en hydrogène, rendra la couche externe de la planète très opaque et produira un effet de serre extrême similaire à celui de Vénus. Sous l'action combinée du rayonnement stellaire et du réchauffement des marées, la « mer de magma primordiale » à la surface de la planète sera maintenue à l'état liquide pendant longtemps. L'équipe de recherche a souligné que ce mécanisme de « verrouillage » de la mer de magma par une atmosphère épaisse, un rayonnement modéré et des marées n'a pas été pleinement pris en compte par le cadre de classification des planètes existant.

Auparavant, la communauté astronomique avait découvert des mondes océaniques magmatiques à proximité d'autres étoiles, comme 55 Cancri e, mais ces planètes sont souvent proches de l'étoile, ont des périodes orbitales extrêmement courtes et dépendent principalement du fort rayonnement de l'étoile pour chauffer la surface. En revanche, le rayonnement reçu par L 98-59 d est relativement doux, mais il s'appuie sur le triple mécanisme « atmosphère-rayonnement-marée » pour maintenir conjointement la mer de magma, présentant un nouveau modèle stable. Cela amène les chercheurs à se demander si la classification actuelle de « super Terre », qui utilise la taille des planètes comme seul critère de classification, ne suffit plus à décrire ces groupes de planètes aux structures et compositions internes très différentes.

Au niveau chimique planétaire, le L 98-59 d, bien qu'extrêmement chaud et inadapté aux formes de vie connues, pourrait néanmoins fournir aux scientifiques des indices importants sur le rôle du soufre dans les systèmes planétaires. Le soufre peut participer à divers cycles géochimiques liés à la vie dans des conditions appropriées. L’équipe de recherche a utilisé le modèle pour déduire que l’abondance de soufre dans l’environnement de naissance de cette planète était nettement supérieure à celle du système solaire, fournissant ainsi une référence théorique pour la recherche future de « planètes semblables à la Terre, riches en soufre », plus petites et plus douces.

Au cours des prochaines années, les scientifiques prévoient de continuer à rechercher d'autres mondes océaniques magmatiques similaires à L 98-59 d via JWST, et attendent avec impatience la prochaine mission « Enquête de télédétection infrarouge sur les atmosphères des exoplanètes » (ARIEL) mise en œuvre par l'Agence spatiale européenne pour trier systématiquement les différences dans la composition et la structure interne des différentes super-Terres à partir d'échantillons plus grands. Nichols a déclaré qu'en modélisant l'ensemble de la population de la super-Terre et en la comparant avec les données actuelles du recensement des exoplanètes, il devrait identifier plusieurs « sous-catégories » avec différentes compositions et structures, et les corréler avec différentes formations et chemins d'évolution des planètes.

L’équipe de recherche utilise également des méthodes d’apprentissage automatique pour créer un cadre de simulation d’évolution planétaire plus complexe afin d’absorber davantage de nouvelles données provenant des télescopes spatiaux et des missions d’étude du ciel à grande échelle à l’avenir. Selon eux, L 98-59 d n'est que le début de nombreuses planètes « aberrantes », et ces mondes qui s'écartent du paradigme traditionnel pousseront à leur tour les scientifiques à réécrire l'image fondamentale de la diversité planétaire, de l'habitabilité et des habitats potentiels pour la vie.