Selon les astronomes, les mondes de l'eau, bien que certes pas ceux qui contiennent Kevin Costner, soient l'un des types de planètes les plus courants de notre système solaire. Cela est dû en partie aux estimations de faible densité et à l'abondance de glace d'eau devant l'orbite de « ligne de neige » d'une étoile.
Mais un nouvel article dirigé par Jie Li et leurs collègues de l'Université du Michigan suggèrent qu'il pourrait y avoir un autre type de planète qui correspond aux données de densité mais est constitué d'un type de matériel complètement différent – SOOT. Le document est publié sur le arxiv serveur de préimprimée.
Une planète de suie n'est pas seulement une boule de poudre noire géante. « Soot », dans le contexte de l'astronomie, n'est pas seulement le matériel traditionnel que la plupart des gens pensent sortir du feu. Dans le jargon des sciences techniques, cela signifie «carbone organique réfractaire», un composé de carbone organique riche en carbone, hydrogène, oxygène et azote qui va généralement par l'acronyme.
La suie est en fait courante dans notre système solaire, certaines estimations qui le mettent à 40% de la masse totale de comètes.
Étant donné que les comètes sont généralement considérées comme des aperçus dans le passé du système solaire, en particulier pendant ses jours protoplanétaires, cela impliquerait que la suie était abondante pendant la formation de planètes. Et, les chercheurs suggèrent qu'il pourrait y avoir une «ligne de suie» similaire, qui est bien plus loin que la «ligne de neige» la plus courante, pour délimiter le point de vue de la suie qui resterait stable et pourrait former de grandes parties de toute planète formant dans cette région.
En fait, selon l'article, il y aurait trois zones distinctes de disques protoplanétaires, chacun donnant naissance à un type unique de planète. La zone intérieure ne ferait que des œuvres rocheuses, comme la Terre et Mars, et il serait trop chaud pour que la suie reste ensemble, ce qui rend la « suie » dans cette zone très peu probable.
Au-delà de la « ligne de suie » mais avant la « ligne de neige », les planètes pouvaient se former principalement de suie, mais avec très peu d'eau car il serait encore trop chaud pour que la glace d'eau existe dans cette zone. Ces planètes ressembleraient beaucoup à Titan, avec des atmosphères de méthane ou quelque chose d'équivalent, et pourraient être composées de 25% de suie par masse.
Plus loin au-delà de la «ligne de neige», la plupart des planètes seraient une combinaison de «monde de suot-eau», où la suie jouerait encore un rôle important dans la composition de la planète, mais l'eau le ferait aussi. En fait, le papier modélise deux types différents de mondes-eau de suie, une version « sèche » qui n'était que 25% d'eau, et une version « humide » qui contient 50% d'eau, qui contiendraient toujours 15 à 20% de suie dans leurs compositions.
Ces modèles montrent une caractéristique particulièrement intéressante – basée sur les relations avec les radius de masse, il est impossible de distinguer les mondes de suie et les mondes d'eau plus traditionnels. En d'autres termes, de nombreux «mini-neptunes» dans le catalogue Exoplanet qui étaient à l'origine considérés comme des mondes d'eau pouvaient en fait être composés de matériaux riches en carbone plutôt que d'eau. Il faudrait en regardant leurs atmosphères réelles pour déterminer à quelle catégorie ils appartenaient.
Le télescope spatial James Webb a déjà commencé à le faire pour certains exoplanètes. Il a détecté le méthane et le dioxyde de carbone dans l'atmosphère de K2-12B et TOI-280D, deux « sous-neptunes » qui, bien qu'ils soient actuellement situés dans la ligne de suie pour leurs étoiles respectives, auraient pu se former à l'extérieur et migrer vers l'intérieur au cours de leur vie.
En particulier, TOI-280D a un rapport carbone / oxygène notablement élevé, indiquant qu'il pourrait être une planète de suie comme décrit dans l'article. Ces types de planètes ont des implications intéressantes pour l'habitabilité.
Ils pourraient avoir des noyaux de diamant, ce qui ralentirait le cyclisme des volatils dans le manteau de la planète et aurait beaucoup plus de mal à fournir un champ magnétique pour protéger toute vie primitive des rayons cosmiques. Cependant, ils seraient également rincés avec du méthane et d'autres produits biologiques volatils, qui seraient des conditions préalables à la chimie prébiotique.
En fin de compte, la compréhension du sort de bon nombre de ces planètes nécessitera – vous l'avez deviné – plus de données. Les contrôles atmosphériques ainsi que des modèles plus détaillés de façons de différencier les mondes aquatiques et les mondes de suie doivent être explorés et délimités.
Alors que les astronomes se mettent au travail à faire, peut-être qu'un réalisateur entreprenant peut lancer un film sur un personnage naviguant sur le méthane d'une exoplanet dans un bateau isolé. Kevin Costner agit toujours activement après tout.
