À la découverte des caractéristiques des exoplanètes lointaines
Nous avons désormais découvert près de 10 000 planètes semblables à la Terre dans des galaxies lointaines. Des scientifiques ont récemment découvert que de petites exoplanètes sont monnaie courante autour d’étoiles rouges et froides. Cela nous donne l’occasion d’étudier leurs atmosphères afin de déterminer si de futures missions devraient y rechercher la vie. Le projet EXOKLEIN, financé par le Conseil européen de la recherche, a créé un cadre climatique global destiné à interpréter les données issues des observations astronomiques de petites planètes semblables à la Terre. «La recherche est motivée par des réalités bien connues de la communauté des exoplanètes, comme le fait que les étoiles M, qui sont un peu plus petites et plus froides que notre Soleil, sont plus nombreuses que les étoiles semblables au Soleil dans notre galaxie», explique Kevin Heng, professeur à l’Observatoire de l’université de Munich et coordinateur du projet EXOKLEIN. Les scientifiques qui souhaitent étudier les exoplanètes par la méthode du transit — le passage d’une planète entre une étoile et la personne qui l’observe — s’intéressent à la taille relative de l’exoplanète par rapport à celle de son étoile. Cette méthode s’applique donc plus facilement aux grandes exoplanètes en orbite autour d’étoiles semblables au Soleil ou aux petites exoplanètes en orbite autour d’étoiles plus petites comme les étoiles M (également connues sous le nom de naines rouges). EXOKLEIN a concentré ses efforts sur la caractérisation de l’atmosphère, de la géochimie et des biosignatures des plus petites exoplanètes.
Laboratoire virtuel
Pour ce faire, le projet EXOKLEIN a créé un laboratoire virtuel, un ensemble de logiciels mis gratuitement à la disposition de la communauté des exoplanètes. «Il ne s’agit pas d’un seul logiciel, mais d’un ensemble de logiciels qui permet d’étudier différents aspects des atmosphères exoplanétaires: le rayonnement, la dynamique et la chimie», précise Kevin Heng. Une partie de la stratégie et de la motivation consiste à forcer d’autres chercheurs à rendre leurs logiciels publics et à les mettre gratuitement à la disposition de la communauté, afin d’accélérer les progrès scientifiques, ajoute-t-il.
Étudier les cycles rocheux lointains
Un autre volet de la recherche du projet a porté sur le cycle du carbonate et du silicate, également connu sous le nom de cycle du carbone inorganique — la réaction entre la roche et l’eau à des températures élevées. «Nous voulions savoir si la composition de la roche (qui est généralement constituée d’un mélange de minéraux) influencerait la force et le comportement du cycle», explique Kevin Heng. Les enquêtes menées dans le cadre du projet EXOKLEIN ont révélé que c’était effectivement le cas. «Ainsi, pour comprendre le fonctionnement du cycle sur les exoplanètes en général, il est indispensable d’avoir une certaine connaissance de la composition des roches à leur surface», explique Kevin Heng. L’équipe a également découvert que la composition des roches d’une exoplanète est directement liée à l’abondance des éléments réfractaires (dont le point de fusion est élevé) présents dans l’étoile voisine. Au fil de ses recherches, l’équipe s’est rendu compte que le dégazage géochimique était également essentiel à l’analyse des climats lointains. Sur Terre, c’est notamment le cas des volcans qui rejettent des gaz qui font partie du cycle du carbone inorganique.
Des découvertes inattendues
Dans le cadre d’une exploration imprévue, Kevin Heng a commencé à étudier la manière dont la lumière d’une étoile réfléchie par une atmosphère est perçue en fonction de différentes longueurs d’onde. Il a ensuite découvert une solution mathématique à un vieux problème de la science planétaire, posé pour la première fois en 1916 par Henry Norris Russell, qui a des implications majeures pour l’interprétation des données. «Il s’agit là d’un résultat majeur et imprévu du projet CER dont je suis très fier», ajoute-t-il. Les petites exoplanètes rocheuses étant l’avenir du domaine, les résultats d’EXOKLEIN seront extrêmement pertinents pour la manière dont les données sont collectées et interprétées par les télescopes actuels et futurs.
Mots‑clés
EXOKLEIN, naine rouge, exoplanète, géochimie, dégazage, découvertes, recherche, cycles, rocheux
