Alors que de plus en plus d’exoplanètes sont découvertes dans la galaxie, les scientifiques en découvrent certaines qui défient toute explication, du moins pour un certain temps. Une nouvelle étude, publiée dans Naturedécrit un processus qui pourrait expliquer pourquoi une grande partie des exoplanètes ont de l'eau à leur surface, même si cela n'a pas de sens.
De l'eau là où elle ne devrait pas être
Une catégorie particulière d'exoplanètes dont la taille est comprise entre la Terre et celle de Neptune, appelées « sous-Neptunes », ont généralement un noyau rocheux entouré d'une enveloppe d'hydrogène ou d'eau. Cela est logique si la planète se forme plus loin de sa planète hôte, dans une région où l'eau peut précipiter sous forme de glace. Cependant, certaines de ces planètes se trouvent beaucoup plus près de leurs étoiles hôtes, où il devrait faire trop chaud pour retenir l’eau à la surface.
Bien que certaines planètes puissent accumuler une certaine quantité d’eau provenant des comètes et des astéroïdes entrants, cela ne fonctionne pas non plus pour ces planètes. La quantité d’eau que l’on trouve généralement à leur surface est trop élevée pour de telles explications. Des expériences antérieures ont également montré que l’hydrogène peut réduire le fer présent dans les silicates, produisant ainsi de l’eau. Cependant, ils sont arrivés à la conclusion que seules de petites quantités d’eau seraient produites aux pressions élevées que connaît la surface d’une planète sub-Neptune.
De l'eau provenant d'une source inattendue
L'explication principale de l'existence de ces planètes est qu'elles se sont formées quelque part au-delà de la limite des neiges, où elles étaient capables d'accumuler de la glace, puis ont migré vers l'intérieur. Mais la nouvelle étude pourrait avoir une meilleure explication : les planètes produisent de l’eau à partir de leurs propres noyaux rocheux et atmosphères d’hydrogène.
Les auteurs de l'étude écrivent : « Nous rapportons ici des preuves expérimentales de réactions entre un fluide hydrogène chaud et dense et une masse fondue de silicates qui libèrent le silicium du magma pour former des alliages et des hydrures à haute pression. Nous avons constaté que l'oxygène libéré par la masse fondue de silicates réagit avec l'hydrogène, produisant une quantité appréciable d'eau pouvant atteindre quelques dizaines de pour cent en poids, ce qui est bien supérieur à ce qui était prévu précédemment sur la base de l'extrapolation des gaz parfaits à basse pression. »
En d’autres termes, les hautes pressions sur les planètes sub-Neptune, qui peuvent être jusqu’à 10 000 fois supérieures à la pression de l’atmosphère terrestre, font que la roche silicatée se présente sous forme de magma. L’oxygène est alors libre de réagir avec l’hydrogène présent dans l’atmosphère et de créer de l’eau – et apparemment en très grande quantité. Ces réactions expliquent également l’existence d’extérieurs riches en hydrogène et en eau, car ils semblent exister sur un spectre. À mesure que l’hydrogène d’une planète riche en hydrogène est utilisé pour produire de l’eau, la planète se transforme en une planète plus riche en eau.
« La réaction que nous rapportons ici suggère que ces types de planètes pourraient être fondamentalement liés : les sous-Neptunes riches en hydrogène pourraient être les précurseurs des sous-Neptunes et des super-Terres riches en eau.2 l'atmosphère peut être conservée, les sous-Neptunes avec un H2-atmosphère riche couvrant un H2La couche riche en O située au-dessus du noyau (c'est-à-dire les mondes hycéens) peut être assez courante », expliquent les auteurs de l'étude.
Une nouvelle compréhension de la formation des exoplanètes
Cette nouvelle vision de la formation de l’eau sur les planètes a de nombreuses implications pour les scientifiques. Cela remet en question l’idée selon laquelle les planètes riches en eau doivent se former loin de leurs étoiles, suggérant que les mondes aquatiques pourraient être plus courants et se former dans des endroits inattendus. Cela change également la façon dont les scientifiques perçoivent le potentiel de vie sur d’autres planètes en élargissant la gamme de planètes susceptibles de contenir de l’eau.
Les expériences futures pourraient incorporer un plus large éventail de matériaux et de conditions planétaires afin de capturer davantage de diversité planétaire et de déterminer si des processus similaires pourraient avoir lieu sur d’autres types de planètes. Les études observationnelles peuvent également affiner la manière dont les données atmosphériques des exoplanètes sont interprétées, notamment en ce qui concerne la détection de l’eau.
Un bulletin Nouvelles et opinions sur la recherche a également été publié dans Nature.
Écrit pour vous par notre auteur Krystal Kasal, édité par Gaby Clark, et vérifié et révisé par Robert Egan, cet article est le résultat d'un travail humain minutieux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie le journalisme scientifique indépendant. Si ce reporting vous intéresse, pensez à faire un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte en guise de remerciement.
