La recherche de planètes habitables s’étend

Les mondes qui se forment dans cette région – un disque de poussière tournant autour d’une étoile centrale à partir de laquelle des planètes peuvent être construites – pourraient avoir des surfaces riches en composés volatils de carbone assez différentes de celles de la Terre. Ces planètes seraient également riches en carbone organique, mais pauvres en eau, selon Ted Bergin, qui a dirigé l’étude qui comprenait des géochimistes, des scientifiques planétaires, des astrochimistes et des experts en exoplanètes.

Lorsque nous recherchons des planètes semblables à la Terre, nous nous intéressons particulièrement non seulement aux corps qui ressemblent au nôtre, mais aussi à ceux qui sont formés par des processus similaires au nôtre. Les modèles actuels d’exoplanètes rocheuses sont construits en utilisant des conditions atmosphériques et une composition globale similaires à celles de la Terre, y compris les molécules essentielles à la vie qui se forment à partir de blocs de construction à base de carbone et d’eau. Ces modèles se concentrent également sur les zones des disques de formation de planètes appelées lignes de glace, des régions suffisamment éloignées de l’étoile centrale du disque qui marquent l’endroit où l’eau ou d’autres molécules clés passent des phases gazeuses aux phases solides.

Des mondes terrestres, comme notre planète, formés de solides. On a longtemps pensé que la Terre, qui ne contient qu’environ 0,1 % d’eau en masse, devait s’être formée à l’intérieur de la ligne eau-glace.

Mais ce type de modèle est peut-être trop limité, a déclaré Bergin. Pour élargir la recherche de planètes habitables, Bergin et son équipe de recherche proposent un nouveau modèle qui considère la ligne de suie, une frontière plus proche de l’étoile du système solaire. Entre cette limite et l’étoile, les composés organiques des solides se subliment du solide en gaz. Considérer que cette région engloberait également des planètes rocheuses qui pourraient contenir plus de carbone que la Terre, soulève des questions sur ce que cela signifie pour l’habitabilité de ce type de planètes.

Les conclusions de l’équipe de recherche interdisciplinaire sont publiées dans Lettres du journal astrophysique.

“Cela ajoute une nouvelle dimension à notre recherche d’habitabilité. Cela peut être une dimension négative ou une dimension positive”, a déclaré Bergin. “C’est excitant parce que cela mène à toutes sortes de possibilités infinies.”

Tout comme la Terre est pauvre en eau, elle est également pauvre en carbone, a déclaré Bergin. Lors de sa formation, il n’a probablement reçu qu’un seul atome de carbone pour 100 disponibles dans les matériaux formant des planètes. Les astronomes pensent que la ligne de suie explique pourquoi la Terre a si peu de carbone. Si les blocs de construction de la Terre se sont formés à l’intérieur de la ligne de suie, la température et le rayonnement solaire ont fait exploser les matériaux qui formeraient la jeune planète, transformant les composés riches en carbone en gaz et limitant le carbone dans les solides qui sont fournis à la Terre en formation.

Le modèle de l’équipe théorise sur la formation d’autres planètes nées entre la ligne de suie et les lignes de glace d’eau.

Un tel monde ne semble pas exister dans notre système solaire, mais notre système solaire n’est pas représentatif de la plupart des systèmes planétaires connus autour d’autres étoiles, a déclaré Bergin. Ces autres systèmes planétaires semblent complètement différents. Leurs planètes sont plus proches du soleil et sont beaucoup plus grandes, allant de ce qu’on appelle les super-Terres aux mini-Neptunes, a-t-il déclaré.

“Ce sont soit de gros rochers, soit de petites géantes gazeuses – c’est le type de système planétaire le plus courant. Alors peut-être que dans tous ces autres systèmes solaires de la galaxie de la Voie lactée, il existe une population de corps que nous n’avons pas reconnus auparavant. qui ont beaucoup plus de carbone dans leurs intérieurs. Quelles sont les conséquences de cela ? » dit Bergen. “Ce que cela signifie pour l’habitabilité doit être exploré.”

Dans leur étude, l’équipe modélise ce qui se passe lorsqu’un monde riche en silicate avec 0,1% et 1% de carbone en masse et une teneur en eau variable se forme dans la région de la ligne de suie. Ils ont découvert qu’une telle planète développerait une atmosphère riche en méthane grâce à un processus appelé dégazage. Dans ces circonstances, les composés organiques d’une planète riche en silicate produisent une atmosphère riche en méthane.

La présence de méthane fournit un environnement fertile pour la génération de brumes grâce aux interactions avec les photons stellaires. Ceci est analogue à la génération de brumes à partir du méthane dans Titan dans notre propre système solaire.

“Les planètes qui naissent dans cette région, qui existe dans tous les systèmes de disques formant des planètes, libéreront plus de carbone volatil de leurs manteaux”, a déclaré Bergin. “Cela pourrait facilement conduire à la production naturelle de brumes. De telles brumes ont été observées dans les atmosphères d’exoplanètes et ont le potentiel de changer le calcul de ce que nous considérons comme des mondes habitables.”

La brume autour d’une planète pourrait être un signe que la planète a du carbone volatil dans son manteau. Et plus de carbone, l’épine dorsale de la vie, dans le manteau d’une planète signifie que la planète a une chance d’être considérée comme habitable – ou mérite au moins un second regard, a déclaré Bergin.

“Si cela est vrai, alors il pourrait y avoir une classe commune de planètes brumeuses avec du carbone volatil abondant, et ce que cela signifie pour l’habitabilité doit être exploré”, a-t-il déclaré. “Mais il y a l’autre aspect : et si vous aviez un monde de la taille de la Terre, où vous avez plus de carbone que la Terre n’en a ? Qu’est-ce que cela signifie pour l’habitabilité, pour la vie ? Nous ne savons pas, et c’est excitant.”

Étude : Teneur en carbone volatil de l’exoplanète comme voie naturelle de formation de la brume