Pour la première fois, des astronomes utilisant le télescope spatial Hubble ont découvert des preuves d’activité volcanique sur une exoplanète qui est quelque peu similaire à la Terre. Selon les scientifiques, l’atmosphère de cette planète est déjà la deuxième consécutive. L’hydrogène de l’atmosphère d’origine a été absorbé par le manteau magmatique fondu de la planète et est maintenant lentement libéré pour en former un nouveau. L’article contenant les résultats de la recherche a été préparé pour publication dans The Astronomical Journal et mis en ligne sur le serveur de pré-impression arXiv.org.
GJ 1132, ou Gliese 1132, est une étoile naine rouge solitaire de la constellation des Voiles, à environ 40 années-lumière du Soleil. En 2015, la planète GJ 1132 b a été retrouvée sur elle. Il est 1,6 fois plus grand que la Terre et fait une révolution annuelle complète en seulement 1,6 de nos jours. Il y a plusieurs années, une atmosphère a été découverte près de GJ 1132b, bien que la planète soit extrêmement proche de son étoile et, selon tous les calculs, aurait dû la perdre depuis longtemps.
Des chercheurs américains et britanniques dirigés par Mark Swain du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ont proposé une explication à ce paradoxe.
Sur la base de l’analyse des observations du télescope spatial Hubble et de simulations informatiques de l’évolution du GJ 1132b, les auteurs sont parvenus à la conclusion que la planète avait vraiment perdu son atmosphère d’hydrogène-hélium d’origine au cours des 100 premiers millions d’années de son existence, et ses L’atmosphère actuelle est la deuxième consécutive, qui, bien que et continue de se disperser dans l’espace, est constamment reconstituée à partir du réservoir d’hydrogène dans le magma du manteau.
Le fait que l’atmosphère de GJ 1132b soit d’origine volcanique est également indiqué par sa teneur anormalement élevée en acide cyanhydrique, jusqu’à 0,5%. Il est riche en hydrogène, cyanure d’hydrogène, méthane et ammoniaque.
«Cette seconde atmosphère provient à la fois de la surface et de l’intérieur de la planète, elle sert donc de fenêtre sur la géologie d’un autre monde» , a déclaré l’un des auteurs de l’article, Paul Rimmer de l’Université de Cambridge, cité dans une presse.
Selon les auteurs, la planète GJ 1132b était à l’origine un mini-Neptune, un type intermédiaire entre les géantes gazeuses et les planètes semblables à la Terre. Initialement, il possédait une épaisse couche d’atmosphère d’hydrogène-hélium, qui, cependant, a été rapidement détruite par le rayonnement intense de la jeune étoile chaude. En peu de temps, GJ 1132b est passé d’une géante gazeuse comme Neptune à un noyau de la taille de la Terre nue.
« Au début, nous pensions que ces planètes étaient assez ennuyeuses parce qu’elles perdaient toute leur atmosphère » , a déclaré Raissa Estrela, une autre participante à l’étude, du Jet Propulsion Laboratory du California Institute of Technology à Pasadena, avant d’ajouter : « Mais après avoir examiné les observations de cette planète. » Hubble, « nous avons réalisé qu’il y avait une atmosphère. » .
Dans un sens, GJ 1132b est similaire à la Terre: sa densité, sa taille et son âge sont similaires, environ 4,5 milliards d’années. Les deux planètes ont commencé avec une atmosphère dominée par l’hydrogène, et toutes deux étaient chaudes avant de se refroidir. Les scientifiques suggèrent même que GJ 1132 b et la Terre ont la même pression atmosphérique à la surface. Cependant, les histoires de formation planétaire varient considérablement.
« Il s’avère que toutes les planètes terrestres ne commencent pas comme la Terre. Certaines d’entre elles peuvent se former sous forme de mini-Neptuns, puis devenir semblables à la Terre grâce au mécanisme par lequel l’étoile évapore l’atmosphère d’origine » , explique le chef de l’étude Mark Swain, avant d’ajouter : « L’étoile se refroidit, mais la planète demeure. Au cours des 100 premiers millions d’années, l’atmosphère s’évapore, puis tout se calme. Et le mécanisme qui restaure l’atmosphère se met en marche. » .
Les scientifiques pensent que la raison du chauffage continu du manteau de l’exoplanète est le réchauffement des marées, lorsque l’énergie de rotation de la planète est convertie en chaleur à l’intérieur. L’exemple le plus proche d’un tel processus est la lune Io de Jupiter, où le volcanisme continu est soutenu par un « tir à la corde » de marée entre Jupiter et les satellites voisins.