Illustration d'une exoplanète volcanique. Crédits : NASA, ESA, CSA, Dani Player
Un astrophysicien a découvert un rouge ardent exoplanète avec une activité volcanique intense, influencée par des forces de marée similaires à celles affectant JupiterC'est la lune Io.
L'astrophysicien de l'UC Riverside, Stephen Kane, a dû vérifier ses calculs. Il n'était pas sûr que la planète qu'il étudiait puisse être aussi extrême qu'elle le paraissait.
Kane ne s'attendait pas à apprendre qu'une planète de ce système stellaire lointain est couverte de tant de volcans actifs qui, vus de loin, prendraient une teinte rougeoyante et ardente.
« C'était l'un de ces moments de découverte où l'on se dit : 'wow, c'est incroyable que cela puisse réellement exister', a déclaré Kane. Un article détaillant la découverte a été publié dans Le journal astronomique.
La mission TESS de la NASA étend ses découvertes
Lancé en 2018, le Transiting Exoplanet Survey Satellite de la NASA, ou TESSrecherche des exoplanètes – des planètes situées en dehors de notre système solaire – qui gravitent autour des étoiles les plus brillantes du ciel, y compris celles qui pourraient abriter la vie.
Kane étudiait un système stellaire appelé HD 104067, situé à environ 66 années-lumière de notre soleil et dont on savait déjà qu'il abritait une planète géante. TESS venait de découvrir des signaux indiquant une nouvelle planète rocheuse dans ce système. En rassemblant des données sur cette planète, il en trouva une autre de manière inattendue, portant à trois le nombre total de planètes connues dans le système.
Activité volcanique dans la science exoplanétaire
La nouvelle planète découverte par TESS est une planète rocheuse comme la Terre, mais 30 % plus grande. Cependant, contrairement à la Terre, elle a davantage en commun avec Io, la lune rocheuse la plus intérieure de Jupiter et le corps volcanique le plus actif de notre système solaire.
« C'est une planète terrestre que je décrirais comme Io sous stéroïdes », a déclaré Kane. « Il a été contraint dans une situation où il explose constamment à cause des volcans. Aux longueurs d’onde optiques, vous seriez en mesure de voir une planète rougeoyante et rougeoyante avec une surface de lave en fusion.
Kane a calculé que la température à la surface de la nouvelle planète, TOI-6713.01, serait de 2 600 degrés Kelvin, ce qui est plus chaud que certaines étoiles.
Comprendre l'énergie marémotrice et ses effets
Les forces gravitationnelles sont responsables de l’activité volcanique sur Io et sur cette planète. Io est très proche de Jupiter. Kane a expliqué que les autres lunes de Jupiter forcent Io sur une orbite elliptique ou « excentrique » autour de la planète, qui elle-même exerce une très forte attraction gravitationnelle.
« Si les autres lunes n'étaient pas là, Io serait sur une orbite circulaire autour de la planète et elle serait calme à la surface. Au lieu de cela, la gravité de Jupiter serre tellement Io qu'elle entre constamment en éruption dans les volcans », a déclaré Kane.
De même, il existe deux planètes dans le système HD 104067 qui sont plus éloignées de l'étoile que cette nouvelle planète. Ces planètes extérieures forcent également la planète rocheuse intérieure à se placer sur une orbite excentrique autour de l’étoile qui la serre lorsqu’elle orbite et tourne.
Kane compare ce scénario au racquetball, où la petite balle de jeu en caoutchouc rebondit davantage et devient plus chaude lorsqu'elle est constamment frappée par des raquettes. Cet effet est appelé énergie de marée, terme utilisé pour désigner l'effet gravitationnel d'un corps sur un autre corps. Sur Terre, les marées sont principalement le résultat de la gravité de la Lune qui entraîne nos océans.
À l’avenir, Kane et ses collègues aimeraient mesurer la masse de la planète en flammes et connaître sa densité. Cela leur indiquerait quelle quantité de matière est disponible pour exploser des volcans.
Kane a déclaré que les effets des marées sur les planètes n’ont pas été historiquement un objectif majeur de la recherche sur les exoplanètes. Peut-être que cela changera avec cette découverte.
« Cela nous en apprend beaucoup sur les extrêmes de la quantité d'énergie qui peut être pompée vers une planète tellurique, et sur les conséquences qui en découlent », a déclaré Kane. « Bien que nous sachions que les étoiles contribuent à la chaleur d'une planète, la grande majorité de l'énergie ici provient des marées et cela ne peut être ignoré. »
