La création de planètes rocheuses est une entreprise désordonnée, dangereuse et brûlante. Les planétésimaux s’accumulent, ce qui crée de la chaleur et de la pression sur le monde nouveau-né. L’étoile adolescente à proximité les bombarde d’un rayonnement intense. Cela “cuit” probablement tous les océans, lacs ou rivières de surface, ce qui est un désastre si vous recherchez des endroits où la vie pourrait survenir ou exister. En effet, la vie a besoin d’eau et les planètes autour de ces étoiles sont parmi les plus susceptibles d’abriter la vie. Mais cela n’a pas l’air trop encourageant si les radiations évacuent l’eau.
Des scientifiques de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni ont créé un modèle complexe qui décrit un monde dont la majeure partie de l’eau est enfermée profondément sous la surface, non pas dans des piscines ou des océans, mais dans des roches. Techniquement, il est piégé dans des minéraux profondément sous la surface. Si les conditions sont bonnes sur les mondes autour de ces étoiles les plus courantes de la Galaxie, il pourrait y avoir suffisamment d’eau pour égaler plusieurs océans terrestres.
Claire Guimond, Ph.D. étudiant à Cambridge, avec deux autres chercheurs, a proposé le modèle, qui décrit les nouveau-nés autour de mondes de type M en orbite autour d’étoiles naines rouges. “Nous voulions étudier si ces planètes, après une éducation aussi tumultueuse, pouvaient se réhabiliter et continuer à héberger de l’eau de surface”, a-t-elle déclaré. Les travaux de son équipe montrent que ces planètes pourraient être un très bon moyen de remplacer l’eau de surface liquide chassée au début de la vie de l’étoile hôte. “Le modèle nous donne une limite supérieure sur la quantité d’eau qu’une planète pourrait transporter en profondeur, en fonction de ces minéraux et de leur capacité à absorber l’eau dans leur structure.”
Séquestrer de l’eau sur un monde en formation
Les naines rouges de type M sont les étoiles les plus communes de la Galaxie. Cela en fait de bons sujets pour étudier les variables de la formation planétaire. Ils se forment comme les autres étoiles. Une fois passée la petite enfance, ils ont également tendance à être explosifs et capricieux, tout comme les autres stars. Cependant, ils restent coliques beaucoup plus longtemps que les autres stars. Cela n’augure rien de bon pour les surfaces des planètes (ou protoplanètes) à proximité. Si elle n’est pas cuite, l’eau migre sous terre. Mais cela arriverait-il avec toutes les planètes rocheuses ? Quelle taille de monde faut-il pour faire cela ?
L’équipe a découvert que la taille d’une planète et la quantité de minéraux contenant de l’eau déterminent la quantité d’eau qu’elle peut “cacher”. La plupart se retrouvent dans le manteau supérieur. Cette couche rocheuse se trouve directement sous la croûte. Il est généralement riche en soi-disant «minéraux anhydres». Les volcans se nourrissent de cette couche et leurs éruptions peuvent éventuellement ramener de la vapeur et de la vapeur à la surface par le biais d’éruptions.
La nouvelle recherche a montré que les planètes plus grandes – environ deux à trois fois plus grandes que la Terre – ont généralement des manteaux rocheux plus secs. C’est parce que le manteau supérieur riche en eau représente une plus petite proportion de sa masse totale.
L’eau cachée et la science planétaire
Ce nouveau modèle aide les planétologues à comprendre non seulement les conditions à la naissance de la Terre, mais aussi les objets riches en eau qui s’accumulent pour former des planètes. Cependant, il est vraiment plus destiné à l’environnement de formation de plus grandes planètes rocheuses autour de naines rouges de type M. Grâce à l’adolescence orageuse de leur étoile, ces mondes ont probablement connu des conditions climatiques chaotiques pendant de longues périodes. Ceux-ci auraient pu fonctionner pour envoyer de l’eau liquide profondément sous terre. Une fois leurs étoiles installées, l’eau pouvait émerger de diverses manières.
Le modèle pourrait également expliquer comment Vénus aurait pu passer d’un paysage d’enfer stérile à un monde aquatique. La question de l’eau de Vénus est toujours très débattue, bien sûr. Cependant, s’il y avait des piscines liquides et des océans il y a quatre milliards d’années, comment sont-ils arrivés ? “Si ce [happened] Vénus a dû trouver un moyen de se refroidir et de retrouver l’eau de surface après être née autour d’un Soleil ardent », a déclaré Oliver Shorttle, partenaire de recherche de Guimond. “Il est possible qu’il ait puisé dans son eau intérieure pour faire cela.”
Implications pour les recherches d’exoplanètes
Enfin, les recherches en cours pourraient donner de nouvelles orientations dans la recherche d’exoplanètes habitables dans le reste de la Galaxie. “Cela pourrait aider à affiner notre tri des planètes à étudier en premier”, a déclaré Shorttle. “Lorsque nous recherchons les planètes qui peuvent le mieux retenir l’eau, vous n’en voulez probablement pas une beaucoup plus massive ou follement plus petite que la Terre.”
Les facteurs du modèle de Guimond ont également des implications pour la formation et la minéralogie des planètes rocheuses. Plus précisément, il peut expliquer ce qui est stocké à l’intérieur d’une planète, en particulier entre la surface et le manteau. Les recherches futures porteront probablement sur l’habitabilité et les climats des mondes rocheux et riches en eau de surface.
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