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Météo extrême sur une exoplanète de lave

Représentation artistique de la planète de lave K2-141b.

Représentation artistique de la planète de lave K2-141b.

Photo : Universiét McGill|Julie Roussy

Radio-Canada

Vents supersoniques et pluies de roches vaporisées. Voilà les conditions météorologiques inhospitalières qui vous attendent si vous mettez les pieds sur l’exoplanète K2-141b.

L’astrophysicien Nicolas Cowan, professeur au Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université McGill, et ses collègues canadiens et indiens ont utilisé 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 composés du même ingrédient : des roches.

Les phénomènes météorologiques extrêmes prévus par les chercheurs pourraient modifier de façon permanente la surface et l’atmosphère de K2-141b au fil du temps, expliquent les scientifiques dans un communiqué publié par l’Université McGill.

Cette étude est la première à faire des prédictions à propos de conditions météorologiques sur K2-141b qui peuvent être détectées à des centaines d’années-lumière au moyen de télescopes de nouvelle génération comme le télescope spatial James Webb.

Giang Nguyen, auteur principal et doctorant à l’Université York

Repères

  • Pas moins de 4296 exoplanètes ont été officiellement détectées dans plus de 3188 systèmes planétaires.
  • Plus de 5634 exoplanètes supplémentaires sont actuellement en attente de confirmation.

Des planètes de lave

Les planètes de lave sont des boules en combustion qui gravitent très près de leur étoile hôte. Les chercheurs estiment que certaines de leurs régions sont probablement des océans de lave en fusion.

Sur la planète K2-141b, des vents supersoniques souffleraient jusqu’à plus de 5000 km/h et il existerait un océan de magma d’une profondeur de 100 km.

En outre, les deux tiers de l’exoplanète sont constamment éclairés par la lumière du jour, ont constaté les scientifiques.

La proximité de l’orbite de K2-141b autour de son étoile la maintient dans la même position gravitationnelle, c’est-à-dire que le même côté fait constamment face à l’étoile.

Pour cette raison, la température de son côté obscur est glaciale et descend sous la barre des ‑200 °C.

Du côté exposé à son étoile, les températures atteignent les 3000 °C, une chaleur non seulement suffisante pour faire fondre les roches, mais également pour les vaporiser, ce qui crée une atmosphère mince à certains endroits.

Des pluies de roche

Il existerait donc des précipitations dans l’atmosphère constituée de roche vaporisée par la chaleur extrême.

Tout comme dans le cycle de l’eau sur Terre, au cours duquel l’eau s’évapore, s’élève dans l’atmosphère, se condense, puis retourne sur Terre sous forme de pluie, le sodium, le monoxyde de silicium et le dioxyde de silicium subissent les mêmes transformations sur K2-141b, expliquent les auteurs, dont les travaux sont publiés dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Rappelons que, sur Terre, la pluie s’écoule vers les océans, dont elle s’évapore de nouveau. C’est ainsi que le cycle d’eau se répète.

Par contre, sur K2-141b, ce sont des vents supersoniques qui emportent la vapeur de minéraux constituée de roche évaporée vers le côté obscur et glacial, où la roche retombe sous forme de pluie dans un océan de magma.

Les courants qui en résultent retournent du côté chaud de l’exoplanète, où la roche s’évapore de nouveau.

Communiqué de l'Université McGill

Une planète instable

Le cycle sur K2-141b n’est toutefois pas aussi stable que celui sur la Terre. Le courant de l’océan qui ramène le magma vers le côté exposé est lent.

Les scientifiques estiment que cette réalité changera la composition minérale au fil du temps et qu’elle finira par modifier la surface et l’atmosphère mêmes de K2-141b.

Toutes les planètes rocheuses, y compris la Terre, sont tout d’abord des mondes où la matière est en fusion, puis elles se refroidissent et se solidifient rapidement. Les planètes de lave nous donnent une rare occasion d’observer cette étape de l’évolution d’une planète.

Nicolas Cowan

Les astrophysiciens veulent maintenant confirmer l’exactitude de leurs analyses. L’arrivée du télescope spatial James-Webb, qui doit être inauguré en 2021, permettra de vérifier si l’atmosphère de K2-141b se comporte comme prévu.

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