Découverte montréalaise sur les «super-Terres»

Un chercheur de l’Université de Montréal a publié hier dans la revue Nature Astronomy la première description des planètes « sous-neptuniennes », qui sont plus grosses que la Terre, mais moins que Neptune. Elles sont surprenantes, avec des atmosphères comparables à celles des géantes gazeuses et un gros noyau rocheux.

Mystérieux Intérieur 

« Les planètes sous-neptuniennes, aussi appelées super-Terres, sont absentes de notre Système solaire, mais sont de loin le type le plus abondant dans les autres systèmes solaires, parmi les exoplanètes découvertes jusqu’à maintenant », explique Björn Benneke, astrophysicien à l’Université de Montréal et auteur principal de l’étude de Nature Astronomy. « Mais on n’avait jamais vraiment compris comment elles étaient faites. Il y avait plusieurs hypothèses. On savait que jusqu’à sept fois la masse de la Terre, il s’agissait d’exoplanètes rocheuses, mais au-delà, on ne savait pas. Nous sommes les premiers à décrire leur intérieur, à partir de plusieurs images des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer. »

La planète décrite dans l’étude, nommée GJ 3470b, est en orbite très serré (une année dure quatre jours) autour d’une étoile naine rouge, dans la constellation du Cancer, à 100 années-lumière de la Terre (100 fois la distance parcourue par la lumière dans une année). GJ 3470b pèse 12,6 Terres, ce qui la place à mi-chemin entre notre planète et Neptune. Se peut-il qu’il y ait plusieurs catégories de planètes sous-neptuniennes, soit les super-Terres pesant quatre ou cinq fois notre planète et les sous-neptuniennes beaucoup plus lourdes ? « Il faudra certainement affiner les modèles, mais nous pensons qu’avec cette masse intermédiaire, on a un bon exemple pour toutes ces planètes. » L’équipe internationale de M. Benneke a analysé cinq ans de données de Spitzer et Hubble.

Atmosphère lourde

GJ 3470b a un noyau rocheux représentant plus de 80 % de sa masse. À titre de comparaison, l’atmosphère de la Terre représente moins de 1 % de sa masse. La surprise la plus importante est la faible présence de gaz lourds dans l’atmosphère de GJ 3470b, selon M. Benneke. L’atmosphère de la Terre a des gaz lourds, comme l’oxygène. Neptune, davantage des gaz légers, comme l’hydrogène et l’hélium. « On aurait pensé que l’atmosphère des planètes sous-neptuniennes aurait davantage de gaz lourds que Jupiter, comme Neptune, mais ce n’est pas le cas. Son atmosphère a moins de gaz lourds que Neptune, c’est-à-dire la même composition que les gaz du Soleil. Ça veut dire qu’elle s’est formée près de son étoile et qu’elle en a attiré les gaz. Elle ne s’est pas formée loin de son étoile puis s’en est rapprochée, comme certains pensaient. Éventuellement, son étoile a cessé de perdre des gaz et la masse de GJ 3470b a cessé d’augmenter. »

Vie extraterrestre

La vie est-elle possible sur une planète sous-neptunienne ? « Pas celle-là, parce que sa température est de 500 degrés Celsius, dit M. Benneke. Mais certains modèles théoriques ont avancé qu’il pouvait y avoir de la vie avec une atmosphère hydrogénique. Le plus important, pour nous, c’est que la Terre aurait pu être plus massive. Elle aurait pu devenir une planète sous-neptunienne. » Selon un catalogue tenu par le télescope Arecibo à Porto Rico, 33 des 52 exoplanètes propices à la vie identifiées jusqu’à maintenant sont des super-Terres ou planètes sous-neptuniennes.

En chiffres

4100

Nombre d’exoplanètes détectées mais non confirmées

3500

Nombre d’exoplanètes confirmées

70 %

Proportion des exoplanètes confirmées qui ont une masse entre celle de la Terre et celle de Neptune

Sources : NASA, ESA