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Les lunes des planètes qui n’ont pas d’étoile mère peuvent posséder une atmosphère et conserver de l’eau liquide. Les astrophysiciens de la LMU ont calculé que de tels systèmes pourraient abriter suffisamment d’eau pour rendre la vie possible – et la maintenir.

Les exolunes

L’eau a rendu la vie possible sur Terre et est indispensable à la pérennité des systèmes vivants sur notre planète. Cela explique pourquoi les scientifiques sont constamment à la recherche de preuves de la présence d’eau sur d’autres corps solides dans l’univers. Jusqu’à présent, cependant, l’existence d’eau liquide sur des planètes autres que la Terre n’a pas été directement prouvée.
Mais il existe des indications selon lesquelles plusieurs lunes situées aux confins de notre propre système solaire – plus précisément Encelade de Saturne et trois des lunes de Jupiter (Ganymède, Callisto et Europe) – pourraient posséder des océans souterrains. Quelles sont donc les perspectives de détection d’eau sur les lunes de planètes situées au-delà de notre système solaire ?
En coopération avec des collègues de l’université de Concepción au Chili, les physiciens de la LMU, le professeur Barbara Ercolano et le docteur Tommaso Grassi (tous deux membres du pôle d’excellence ORIGINS) ont utilisé des méthodes mathématiques pour modéliser l’atmosphère et la chimie de la phase gazeuse d’une lune en orbite autour d’une planète flottante (FFP). Une FFP est une planète qui n’est pas associée à une étoile.

Plus de 100 milliards de nomades planétaires

Les FFP sont intéressantes principalement parce que les preuves indiquent qu’il y en a beaucoup dans l’univers. Selon des estimations prudentes, notre propre galaxie abrite au moins autant de planètes orphelines de la taille de Jupiter que d’étoiles, et la Voie lactée elle-même abrite bien plus de 100 milliards d’étoiles.
Ercolano et Grassi ont utilisé un modèle informatique pour simuler la structure thermique de l’atmosphère d’une exolune de la même taille que la Terre en orbite autour d’un FFP. Leurs résultats suggèrent que la quantité d’eau présente à la surface de la lune serait environ 10 000 fois plus petite que le volume total des océans de notre planète, mais 100 fois plus grande que celle trouvée dans l’atmosphère terrestre. Cela serait suffisant pour permettre à la vie d’évoluer et de prospérer.
Le modèle à partir duquel cette estimation a été établie consiste en une lune de la taille de la Terre et un FFP de la taille de Jupiter. Un tel système, qui n’a pas de compagnon stellaire à proximité, devrait être sombre et froid. Contrairement à notre système solaire, il n’y a pas d’étoile centrale qui puisse servir de source d’énergie fiable pour alimenter les réactions chimiques.

Rayonnement cosmique et forces de marée

Dans le modèle des chercheurs, les rayons cosmiques fournissent plutôt l’impulsion chimique nécessaire pour convertir l’hydrogène moléculaire et le dioxyde de carbone en eau et autres produits. Pour maintenir le système en ébullition, les auteurs invoquent les forces de marée exercées par la planète sur sa lune comme source de chaleur.
En supposant que le dioxyde de carbone représente 90 % de l’atmosphère de la lune, l’effet de serre qui en résulte retiendrait effectivement une grande partie de la chaleur générée sur la lune. Ensemble, ces sources d’énergie suffiraient à maintenir l’eau à l’état liquide et de voir la vie prospérer.
Cette recherche a été publiée dans International Journal of Astrobiology.
Source : University of Munich
Crédit photo : Pixabay