Thursday Feb 03, 2022

Gliese 581c : Exoplanète super-terrestre

Gliese 581c est une planète super-terrestre qui a été découverte en 2007. Elle réside dans le système Gliese 581, qui, à 20 années-lumière de la Terre, est relativement proche de notre planète (en termes célestes). Alors que les premières recherches suggéraient que Gliese 581c pourrait avoir de l’eau liquide à sa surface parce qu’elle réside dans la « zone habitable » de son étoile, des recherches plus récentes suggèrent qu’elle pourrait avoir un environnement semblable à celui de Vénus.

Découverte

L’existence de Gliese 581c a été annoncée en 2007 dans la revue Astronomy and Astrophysics. L’article était dirigé par Stéphane Udry, astronome à l’Observatoire de Genève. Gliese 581c était l’une des deux planètes super-terrestres que son équipe a trouvées, toutes deux à la limite de la zone habitable de l’étoile.

Gliese 581c a été trouvée en utilisant la méthode de la vitesse radiale, ce qui signifie qu’elle a été détectée par des tiraillements sur son étoile mère. L’instrument qui a fait la découverte est le spectrographe HARPS sur un télescope de 3,6 mètres géré par l’Observatoire européen austral au Chili. (HARPS est l’un des instruments de chasse aux planètes les plus prolifiques dont disposent les astronomes aujourd’hui.)

À l’époque, les chercheurs ont déclaré que Gliese 581c était « l’exoplanète connue qui ressemble le plus à notre propre Terre » car elle n’avait que cinq fois la masse de notre planète. (Des recherches ultérieures ont permis de trouver de nombreuses planètes beaucoup plus proches de la masse de notre Terre.)

Bien que Gliese 581c ait été classée comme semblable à la Terre, les chercheurs ont averti que les conditions réelles sur la planète pourraient être très différentes des nôtres. La température de surface, par exemple, dépendrait de la composition et de l’épaisseur de l’atmosphère. L’atmosphère détermine également la quantité de lumière réfléchie par la planète et l’ampleur de l’effet de serre.

L’étoile mère de Gliese 581c, appelée Gliese 581, est une étoile naine de classe M. Elle est plus froide que le soleil. Elle est plus froide que le soleil, ce qui signifie que sa zone habitable serait plus proche que notre propre système solaire. Les naines de classe M sont privilégiées pour la recherche de planètes car elles sont moins lumineuses, ce qui signifie que les planètes passant à travers l’étoile seraient plus faciles à voir. Il y a également une taille relative plus petite entre la planète et l’étoile, ce qui rend leurs effets gravitationnels plus évidents.

Caractéristiques et habitabilité

Les chercheurs qui examinent Gliese 581 ont eu des opinions différentes au fil des ans sur le nombre de planètes présentes ; un exemple a été la découverte de Gliese 581g en 2010. Les signatures de la planète ne sont pas apparues dans les recherches indépendantes, et aujourd’hui la plupart des astronomes dans ce domaine considèrent que la planète n’existe pas.

Ne connaissant pas exactement le nombre de planètes, il est difficile de déterminer le rayon de Gliese 581c. La planète n’a pas été vue passant directement sur la face de son étoile, les astronomes ne peuvent donc connaître ses caractéristiques qu’à partir de l’influence de Gliese 581c sur les autres planètes et l’étoile. Le rayon déterminerait à son tour des questions comme celle de savoir si la planète est plus proche d’une planète semblable à la Terre (avec une atmosphère plus petite) ou plus proche d’une planète semblable à Neptune (avec une atmosphère beaucoup plus épaisse).

Gliese 581c met environ 13 jours pour tourner autour de son étoile mère. (Par contraste, l’orbite de Mercure autour de notre soleil beaucoup plus grand prend environ 88 jours). Parce que Gliese 581c est si proche de son étoile, une croyance commune est que la planète est tidally locked. Cela signifie que pendant son orbite, la planète garde toujours le même côté vers le soleil. Ce phénomène est commun aux lunes de Jupiter et de Saturne dans notre propre système solaire. La lune de la Terre est également verrouillée de manière tidale à notre propre planète.

Si une planète est verrouillée de manière tidale, cela signifie qu’un côté (le côté faisant face à l’étoile) est toujours plus chaud que l’autre côté (qui fait toujours face à l’opposé de l’étoile.) Toute considération d’habitabilité devrait prendre cela en compte. Le seul exemple solide de planète habitable que nous connaissions – notre propre Terre – présente un cycle jour-nuit régulier dans la plupart des régions de la planète, à l’exception des pôles. Au cours de milliards d’années, les formes de vie se sont adaptées à ce cycle. On ne sait pas exactement comment la vie pourrait survivre dans une zone de jour ou de nuit perpétuels, mais des études sont en cours.

Un article de suivi paru en 2007 dans Astronomy and Astrophysics, dirigé par Werner von Bloh de l’Institut de Potsdam pour la recherche sur l’impact climatique, a suggéré que Gliese 581c est trop chaude pour accueillir la vie parce qu’elle est si proche de son étoile mère. Cela signifie que la planète pourrait avoir un environnement semblable à celui de Vénus, avec une surface extrêmement chaude et un effet de serre galopant sous une atmosphère épaisse. Cela a été confirmé dans une étude de 2011 dans Astronomy and Astrophysics dirigée par Y. Hu, qui fait partie du laboratoire d’étude du climat et de l’atmosphère océanique de l’Université de Pékin.

Bien que Gliese 581c n’ait pas été beaucoup discutée dans la littérature scientifique ces dernières années, les astronomes travaillent plus généralement à améliorer leurs modèles de planètes proches de leur étoile mère. Citons par exemple un article publié en 2013 dans la revue Nature, dans lequel une équipe dirigée par Jeremy Leconte examine les conditions dans lesquelles l’emballement des effets de serre se produit sur des planètes semblables à la Terre. Cette ligne de recherche reçoit à nouveau une attention accrue après la découverte de Proxima Centuari b, une planète potentiellement habitable à seulement quatre années-lumière de la Terre, en 2016.

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