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Astronomie : Ces planètes deviennent plus petites mais la Nasa sait désormais pourquoi

Illustrations d’exoplanètes
NASA/JPL-Caltech Illustrations d’exoplanètes

ESPACE - Les exoplanètes faisant entre 1,5 et 2 fois la taille de la Terre semblent être assez rares dans notre galaxie, pour la simple et bonne qu’elles rétrécissent dans le temps. D’après des données de la Nasa collectées grâce au télescope spatial Kepler, certaines exoplanètes semblent en effet devenir de plus en plus petites.

Un mystère que les scientifiques n’arrivaient pas à expliquer, mais une étude reprenant des données de la Nasa et publiée le 15 novembre 2023 dans The Astronomical Journal pourrait lever le voile sur ce phénomène.

La taille, ça compte

Les « exoplanètes », ce sont des planètes qui tournent autour d’une autre étoile que notre Soleil. Tout comme dans notre système solaire, elles peuvent être rocheuses, gazeuses ou de différentes tailles. Il existe plusieurs types d’exoplanètes, et se nomment « super-Terre » ou « sous-Neptune ». Les super-Terres correspondent à des planètes rocheuses comme la nôtre mais sont jusqu’à 1,5 fois plus grosses que la Terre qui mesure 12 742 km de diamètre.

Quant aux sous-Neptunes, comme leur nom l’indique, ce sont des planètes gazeuses comme celle qui compose la 8e planète de notre système solaire, mais dont la taille est plus petite que les 49 244 km de diamètre de Neptune. Ces dernières sont généralement 2 à 4 fois plus grosses que la Terre. Sur les milliers d’exoplanètes détectées par la Nasa, rares sont celles qui se situent entre les super-Terres et les sous-Neptunes.

Les différents types d’exoplanètes
NASA/JPL-CALTECH Les différents types d’exoplanètes

« Les scientifiques ont maintenant confirmé la détection de plus de 5 000 exoplanètes, mais il y a moins de planètes que prévu avec un diamètre compris entre 1,5 et 2 fois celui de la Terre », a déclaré Jessie Christiansen, chercheuse scientifique à Caltech/IPAC et autrice principale de l’étude dans un communiqué de la Nasa.

« Les scientifiques qui étudient les exoplanètes disposent désormais de suffisamment de données pour affirmer que cet écart n’est pas dû au hasard. Il se passe quelque chose qui empêche les planètes d’atteindre et/ou de rester à cette taille », précise-t-elle.

Une perte d’atmosphère

L’étude avance comme explication la perte d’atmosphère de certaines sous-Neptunes. Ces exoplanètes manqueraient de masse suffisamment importante, et n’auraient par conséquent pas assez de force gravitationnelle pour retenir leur atmosphère : elles rétréciraient pour cette raison au fur et à mesure, et se compacteraient pour devenir des super-Terres.

Comment se fait-il qu’une exoplanète n’ait pas une masse suffisante et surtout comment cette perte d’atmosphère peut-elle se produire ? Plusieurs hypothèses sont mises sur la table par les scientifiques. La première, qui est aussi celle mise en avant dans l’étude, est une perte de masse au niveau du noyau. Elle se produit lorsque le noyau chaud d’une planète émet des radiations qui repoussent l’atmosphère, un phénomène qui peut survenir même un milliard d’années après la naissance de la planète.

La seconde hypothèse repose sur ce qu’on appelle la photoévaporation, un phénomène avec lequel l’atmosphère est détruite par les rayonnements émis par l’étoile autour de laquelle tourne l’exoplanète. « Le rayonnement à haute énergie de l’étoile agit comme un sèche-cheveux sur un glaçon », résume Jessie Christiansen. Mais cette seconde option survient lors des 100 premiers millions d’années de vie d’une planète.

En faisant le test sur les amas d’étoiles de Praesepe et Hyades, ayant entre 600 et 800 millions d’années, les chercheurs se sont rendu compte que la première hypothèse l’emporte sur la seconde. Mais pour Jessie Christiansen, d’autres études seront nécessaires pour confirmer cela et percer véritablement ce mysère qui entoure les exoplanètes.

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