La chasse aux exoplanètes a révélé des choses très intéressantes sur notre univers. En plus des nombreuses géantes gazeuses et des "Super-Jupiters" découverts par des missions comme Kepler, il y a également eu de nombreux candidats exoplanètes comparables en taille et en structure à la Terre. Mais bien que ces corps puissent être terrestres (c'est-à-dire composés de minéraux et de matériaux rocheux), cela ne signifie pas qu'ils sont «semblables à la Terre».
Par exemple, quel genre de minéraux vont dans une planète rocheuse? Et que pourraient signifier ces compositions particulières pour l'activité géologique de la planète, qui est intrinsèque à l'évolution planétaire? Selon une nouvelle étude réalisée par une équipe d'astronomes et de géophysiciens, la composition d'une exoplanète dépend de la composition chimique de son étoile - ce qui peut avoir de sérieuses implications pour son habitabilité.
Les résultats de cette étude ont été présentés lors de la 229e réunion de l'American Astronomical Society (AAS), qui se tiendra du 3 au 7 janvier. Au cours d'une présentation l'après-midi - intitulée "Entre un rocher et un endroit dur: les planètes grenat peuvent-elles être habitables?" - Johanna Teske (astronome du Carnegie Institute of Science) a montré comment différents types d'étoiles peuvent produire des types de planètes très différents.
À l'aide de l'expérience d'évolution galactique de l'Apache Point Observatory (APOGEE), qui fait partie du télescope Sloan Digital Sky Survey (SDSS) à l'Apache Point Observatory, ils ont examiné les informations spectrographiques obtenues à partir de 90 systèmes stellaires - qui ont également été observées par la mission Kepler. Ces systèmes présentent un intérêt particulier pour les chasseurs d'exoplanètes car il a été démontré qu'ils contiennent des planètes rocheuses.
Comme Teske l'a expliqué au cours de la présentation, ces informations pourraient aider les scientifiques à imposer des contraintes supplémentaires sur ce qu'il faut pour qu'une planète soit habitable. «[Notre] étude combine de nouvelles observations d'étoiles avec de nouveaux modèles d'intérieurs planétaires», a-t-elle déclaré. "Nous voulons mieux comprendre la diversité de la composition et de la structure des petites exoplanètes rocheuses - quelle est la probabilité qu'elles aient une tectonique des plaques ou des champs magnétiques?"
En se concentrant sur deux systèmes d'étoiles en particulier - Kepler 102 et Kepler 407 - Teske a montré comment la composition d'une planète a beaucoup à voir avec la composition de son étoile. Alors que Kepler 102 a cinq planètes connues, Kepler 407, a deux planètes différentes - l'une gazeuse et l'autre terrestre. Et tandis que Kepler 102 est assez similaire à notre Soleil (légèrement moins lumineux), Kepler 407 a presque la même masse (mais beaucoup plus de silicium).
Afin de comprendre quelles conséquences ces différences pourraient avoir sur la formation planétaire, l'équipe SDSS s'est tournée vers une équipe de géophysiciens. Dirigée par Cayman Unterborn de l'Arizona State University, cette équipe a exécuté des modèles informatiques pour voir quels types de planètes chaque système aurait. Comme l'a expliqué Unterborn:
«Nous avons pris les compositions d'étoiles trouvées par APOGEE et modélisé la façon dont les éléments se condensaient en planètes dans nos modèles. Nous avons découvert que la planète autour de Kepler 407, que nous appelions «Janet», serait probablement riche en grenat minéral. La planète autour de Kepler 102, que nous avons appelée «Olive», est probablement riche en olivine, comme la Terre. »
Cette différence aurait un impact considérable sur la tectonique planétaire. D'une part, le grenat est beaucoup plus rigide que l'olivine, ce qui signifierait que «Janet» connaîtrait moins la tectonique des plaques à long terme. À son tour, cela signifierait que les processus qui sont considérés comme essentiels à la vie sur Terre - comme l'activité volcanique, le recyclage atmosphérique et les échanges de minéraux entre la croûte et le manteau - seraient moins courants.
Cela soulève des questions supplémentaires sur l'habitabilité des planètes «semblables à la Terre» dans d'autres systèmes stellaires. En plus d'être rocheux et d'avoir de forts champs magnétiques et des atmosphères viables, il semble que les exoplanètes doivent également avoir le bon mélange de minéraux afin de soutenir la vie - la vie telle que nous la connaissons, en tout cas. De plus, ce type de recherche nous aide également à comprendre comment la vie est apparue sur Terre en premier lieu.
Pour l'avenir, l'équipe de recherche espère étendre son étude afin d'inclure les 200 000 étoiles étudiées par APOGEE pour voir lesquelles pourraient accueillir des planètes terrestres. Cela permettra aux astronomes de déterminer la composition minérale de mondes plus rocheux, les aidant ainsi à déterminer quelles exoplanètes rocheuses sont «semblables à la Terre» et lesquelles sont simplement «de la taille de la Terre».
