SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 

Astronomers find surprising ice world in the habitable zone with JWST data

    

aNotes des rédacteurs

Les astronomes découvrent un monde de glace surprenant dans la zone habitable grâce aux données JWST

par Nathalie Ouellette, Université de Montréal

L'exoplanète tempérée LHS 1140 b pourrait être un monde entièrement recouvert de glace (à gauche) semblable à la lune Europe de Jupiter ou être un monde de glace avec un océan substellaire liquide et une atmosphère nuageuse (au centre). LHS 1140 b fait 1,7 fois la taille de notre planète Terre (à droite) et constitue l'exoplanète de zone habitable la plus prometteuse à ce jour dans notre recherche d'eau liquide au-delà du système solaire. Crédit : B. Gougeon/Université de Montréal

Une équipe d’astronomes a identifié une exoplanète tempérée comme un monde de glace ou d’eau prometteur.

Les résultats, dirigés par l'Université de Montréal, montrent que l'exoplanète de la zone habitable, LHS 1140 b, n'est probablement pas une mini-Neptune, une petite géante gazeuse (de grandes planètes composées principalement de gaz) avec une épaisse atmosphère riche en hydrogène. . La planète, située à environ 48 années-lumière de nous dans la constellation de Cetus, apparaît comme l’une des exoplanètes potentielles les plus prometteuses connues, abritant potentiellement une atmosphère et même un océan d’eau liquide.

Les données du télescope spatial James Webb (JWST) ont été collectées en décembre 2023 et ajoutées aux données précédentes d'autres télescopes spatiaux Spitzer, Hubble et TESS pour consolider ce résultat, accepté pour publication dans The Astrophysical Journal Letters cette semaine et actuellement disponible sur le Serveur de préimpression arXiv.

"C'est la première fois que nous observons un soupçon d'atmosphère sur une exoplanète rocheuse ou riche en glace dans une zone habitable. La détection des atmosphères sur de petits mondes rocheux est un objectif majeur pour JWST, mais ces signaux sont beaucoup plus difficiles à voir que pour atmosphères de planètes géantes", a déclaré Ryan MacDonald, chercheur Sagan de la NASA au département d'astronomie de l'UM, qui a joué un rôle clé dans l'analyse de l'atmosphère de LHS 1140 b.

"LHS 1140 b est l'une des meilleures petites exoplanètes de la zone habitable, capable de supporter une atmosphère épaisse, et nous aurions peut-être trouvé des preuves de la présence d'air sur ce mLHS 1140 b, une exoplanète en orbite autour d'une étoile naine rouge de faible masse, d'environ un cinquième de la taille du soleil, a captivé les scientifiques car elle est l'une des exoplanètes les plus proches du système solaire située dans la zone habitable de son étoile. Les exoplanètes trouvées dans cette « zone Boucle d'or » ont des températures qui permettraient à l'eau d'exister sur elles sous forme liquide, un élément crucial pour la vie telle que nous la connaissons sur Terre.

L’une des questions cruciales concernant LHS 1140 b était de savoir s’il s’agissait d’une exoplanète de type mini-Neptune ou d’une super-Terre, une planète rocheuse ou riche en eau plus grande que la Terre.

"De toutes les exoplanètes tempérées actuellement connues, LHS 1140 b pourrait bien être notre meilleure chance de confirmer un jour indirectement la présence d'eau liquide à la surface d'un monde extraterrestre au-delà de notre système solaire", a déclaré Charles Cadieux, auteur principal de l'article scientifique et doctorant. à l'Université de Montréal. "Ce serait une étape majeure dans la recherche d'exoplanètes potentiellement habitables."

Les données JWST mènent à de nouvelles informations

L'analyse des observations de l'équipe a fortement exclu le scénario mini-Neptune, avec des preuves suggérant que l'exoplanète LHS 1140 b est une super-Terre qui pourrait même avoir une atmosphère riche en azote comme celle de la Terre. Cependant, l’équipe prévient que des observations supplémentaires avec les observations JWST seront nécessaires pour confirmer la signature de l’azote gazeux.

Les estimations basées sur toutes les données accumulées révèlent que LHS 1140 b est moins dense que prévu pour une planète rocheuse ayant une composition semblable à celle de la Terre, ce qui suggère que 10 à 20 % de sa masse pourrait être composée d'eau. Cette découverte indique que LHS 1140 b est un monde aquatique candidat convaincant, ressemblant probablement à une planète boule de neige ou de glace avec un océan liquide potentiel au point sous-stellaire, ou à la zone de la surface de la planète qui serait toujours face à l'étoile hôte du système en raison à la rotation synchrone de la planète (un peu comme la lune terrestre).

Présence possible d'une atmosphère et d'un océan

MacDonald a effectué l'analyse de récupération atmosphérique qui suggère que LHS 1140 b possède une atmosphère riche en azote, potentiellement similaire à l'atmosphère terrestre, qui contient 78 % d'azote. Bien qu’il ne s’agisse encore que d’un résultat provisoire, la présence d’une atmosphère riche en azote suggère que la planète a conservé une atmosphère substantielle, créant des conditions susceptibles de supporter l’eau liquide.

Cette découverte privilégie le scénario monde aquatique/boule de neige comme le plus plausible. Les modèles actuels indiquent que si LHS 1140 b avait une atmosphère semblable à celle de la Terre, ce serait une planète boule de neige avec un océan en forme de cible d'environ 4 000 kilomètres de diamètre, soit l'équivalent de la moitié de la superficie de l'océan Atlantique. La température de surface au centre de cet océan extraterrestre pourrait même atteindre 20 degrés Celsius.

L'atmosphère potentielle de LHS 1140 b et ses conditions favorables à l'eau liquide en font un candidat exceptionnel pour les futures études d'habitabilité. Cette planète offre une opportunité unique d’étudier un monde qui pourrait abriter la vie, compte tenu de sa position dans la zone habitable et de la probabilité d’avoir une atmosphère capable de retenir la chaleur et de maintenir un climat stable.

"C'est notre premier aperçu alléchant d'une atmosphère sur une super Terre dans la zone habitable. Comparée à d'autres exoplanètes connues dans la zone habitable, telles que celles du système TRAPPIST-1, l'étoile LHS 1140 semble être plus calme et moins active, ce qui rend Il est beaucoup moins difficile de démêler l'atmosphère de LHS 1140 b des signaux stellaires provoqués par les taches stellaires", a déclaré MacDonald.

"Notre reconnaissance initiale de LHS 1140 b avec JWST a révélé qu'il s'agit peut-être de la meilleure exoplanète de zone habitable actuellement connue pour la caractérisation atmosphérique. Bien que nous ayons besoin de plus d'observations JWST pour confirmer l'atmosphère riche en azote et rechercher d'autres gaz, ceci est un début très prometteur."

Plus d'informations : Charles Cadieux et al, Spectroscopie de transmission de l'exoplanète de la zone habitable LHS 1140 b avec JWST/NIRISS, arXiv (2024). DOI : 10

XXXXXXXXXXXXXXX

commentaires

Soyons francs :avons-nous déjà trouvé une planète habitable ?

Une exoplanète potentiellement habitable, de taille à peu près similaire à celle de la Terre, a été découverte dans un système situé à 40 années-lumière, selon une nouvelle étude. La planète a à peu près la taille de Vénus, donc légèrement plus petite que la Terre, et pourrait être suffisamment tempérée pour accueillir la vie,  du moins  selon les processus  qu on imagine

xxxxxxxxxxxxxx

More information: Charles Cadieux et al, Transmission Spectroscopy of the Habitable Zone Exoplanet LHS 1140 b with JWST/NIRISS, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2406.15136

Charles Cadieux et al, Transmission Spectroscopy of the Habitable Zone Exoplanet LHS 1140 b with JWST/NIRISS, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad5afa , doi.org/10.3847/2041-8213/ad5afa

Journal information: Astrophysical Journal Letters