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Parmi les planètes les plus extrêmes découvertes au-delà des limites de notre système solaire, figurent les planètes de lave : des mondes chauds et ardents qui tournent si près de leur étoile hôte que certaines régions sont probablement des océans de lave en fusion.

Des océans de lave sur K2-141b

Dans une étude, des scientifiques utilisent des simulations informatiques pour prédire les conditions sur K2-141b, une exoplanète de la taille de la Terre dont la surface, l’océan et l’atmosphère sont tous composés des mêmes ingrédients : des roches. Les conditions météorologiques extrêmes prévues par leur analyse pourraient modifier de façon permanente la surface et l’atmosphère de K2-141b au fil du temps.
« Cette étude est la première à faire des prévisions sur les conditions météorologiques sur K2-141b qui peuvent être détectées à des centaines d’années-lumière avec des télescopes de nouvelle génération, tels que le télescope spatial James Webb », déclare l’auteur principal Giang Nguyen.
En analysant le schéma d’illumination de cette exoplanète, l’équipe a découvert qu’environ les deux tiers de K2-141b font face à la lumière du jour perpétuelle – plutôt que l’hémisphère illuminé auquel nous sommes habitués sur Terre. K2-141b appartient à un sous-ensemble de planètes rocheuses qui orbitent très près de leur étoile. Cette proximité maintient cette exoplanète gravitationnellement verrouillée en place, ce qui signifie que le même côté fait toujours face à son étoile.
Le côté nuit connaît des températures glaciales inférieures à -200 C. Le côté jour de cette exoplanète, estimé à 3000 C, est suffisamment chaud pour non seulement faire fondre les roches mais aussi les vaporiser, créant finalement une fine atmosphère dans certaines zones. « Notre découverte signifie probablement que l’atmosphère s’étend un peu au-delà du rivage de l’océan de magma, ce qui la rend plus facile à repérer avec les télescopes spatiaux », explique Nicolas Cowan, professeur au département des sciences de la terre et des planètes de l’université McGill.

Comme le cycle de l’eau sur Terre

Fait remarquable, l’atmosphère de vapeur de roche créée par la chaleur extrême, subit des précipitations. Tout comme le cycle de l’eau sur Terre, où l’eau s’évapore, monte dans l’atmosphère, se condense et retombe sous forme de pluie, il en va de même pour le sodium, le monoxyde de silicium et le dioxyde de silicium de K2-141b. Sur Terre, la pluie retourne dans les océans, où elle s’évapore à nouveau et le cycle de l’eau se répète.
Sur K2-141b, la vapeur minérale formée par la roche évaporée est balayée vers le côté nuit glaciale par des vents supersoniques, et la « pluie » de roches redescend dans un océan de magma. Les courants qui en résultent retournent vers le côté chaud de l’exoplanète, où la roche s’évapore à nouveau.
Malgré tout, le cycle de K2-141b n’est pas aussi stable que celui de la Terre, affirment les scientifiques. Le retour du magma océanique vers le côté jour est lent, et en conséquence, ils prédisent que la composition minérale va changer avec le temps, ce qui finira par modifier la surface et l’atmosphère de K2-141b.
« Toutes les planètes rocheuses, y compris la Terre, ont commencé comme des mondes en fusion, mais se sont ensuite rapidement refroidies et solidifiées. Les planètes de lave nous donnent un aperçu rare à ce stade de l’évolution planétaire », déclare le professeur Cowan du département des sciences de la Terre et des planètes.

Le télescope James Webb vérifiera si tout cela est exact

La prochaine étape consistera à vérifier si ces prévisions sont exactes, affirment les scientifiques. L’équipe dispose maintenant des données du télescope spatial Spitzer qui devraient leur donner un premier aperçu des températures diurnes et nocturnes de cette exoplanète. Avec le lancement du télescope spatial James Webb en 2021, ils pourront également vérifier si l’atmosphère se comporte comme prévu.
Cette recherche a été publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Source : McGill University
Crédit photo : Pixabay

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