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Un monde d’eau dans un autre système planétaire ?

Une équipe internationale d’astrophysiciens à laquelle les chercheurs du LAM participent à étudier en détail le système planétaire LHS1140. Les résultats confirment l’existence de deux planètes et suggèrent la présence de deux autres. La surface d’une des planètes, LHS1140 b, située dans la zone habitable, semble être en partie recouverte d’un grand océan d’eau liquide, ce qui en fait un laboratoire idéal pour comprendre la formation planétaire.

LHS1140 est un système planétaire situé dans la constellation de la baleine, à environ 41 années-lumière de la Terre, dans laquelle deux planètes étaient déjà connues, LHS1140 b et LHS1140 c. LHS1140 b se trouve dans la fameuse zone « habitable » par rapport à son étoile, une naine rouge cinq fois plus petite que notre Soleil en 24,7 jours tandis que la planète la plus proche, LHS1140 c, en fait le tour en 3,8 jours.

Cette étude, publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics, a été réalisée à partir des données obtenues avec l’instrument de pointe ESPRESSO, installé dans le Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral (ESO) au Chili, et avec l’observatoire spatial de la NASA TESS.

Artistic impression of LHS1140 c

Les données ont permis d’obtenir des valeurs très précises de la masse et du rayon des deux planètes (6,5 masses terrestres et un rayon de 1,7 fois celui de la Terre pour LHS1140 b ; et 1,8 masse terrestre et 1,3 rayon terrestre pour LHS1140 c) permettant à l’équipe scientifique de calculer non seulement leur densité (exactement la même que celle de la Terre sur les deux planètes), mais aussi de caractériser leur composition interne (c’est-à-dire la répartition de matière sous forme d’un noyau, manteau et croûte des planètes, ainsi que la quantité d’eau liquide qu’elles peuvent contenir).

Dans le cas de LHS1140 b, les calculs indiquent une surface couverte par un océan d’eau liquide. Il s’agit d’ailleurs de la planète détectée dans la zone habitable avec, semble-t-il, la plus importante quantité d’eau liquide, ce qui en fait l’une des planètes les plus propices à la recherche de biomarqueurs.

La remarquable qualité des données obtenues a également permis aux chercheurs de trouver une potentielle autre planète dans le système, LHS1140 d, avec une masse de 4,8 masses terrestres et une période orbitale de 78,9 jours. Cette planète, située un peu plus loin de la zone habitable de l’étoile, aurait une composition à la limite entre les planètes rocheuses et les gazeuses. Enfin, dans le cadre du (projet TROY), une étude détaillée des données a été réalisée à la recherche de compagnons « co-orbiteurs » ou « troyens », c’est-à-dire de planètes partageant la même orbite. L’étude suggère que la planète la plus interne (LHS1140 c) pourrait avoir un partenaire co-orbital de ce type. Il s’agit donc de l’un des premiers candidats de ce type découvert à ce jour, mais des études plus détaillées et des observations supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ce scénario exotique.

LHS 1140 plenatary system

Magali Deleuil, chercheuse au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille et co-autrice de l’article scientifique précise avec enthousiasme « Le système planétaire LHS1140 est une pierre angulaire idéale vers la caractérisation de l’atmosphère des planètes rocheuses. La planète la plus interne doit avoir une teneur élevée en vapeur d’eau, alors que la planète située dans la zone habitable doit présenter des caractéristiques atmosphériques très différentes Ce sont des cibles de choix pour l’analyse des atmosphères planétaires par le futur James Webb Space Telescope, et ainsi mieux comprendre la formation des petites planètes. »

Contacts

Magali Deleuil, enseignant-chercheur au LAM (AMU-CNRS-CNES).

Thierry Botti, Chargé de communication de l’OSU Institut Pythéas - Tél. : 04 95 04 41 06

Image : Artistic impression of LSH1140 b - Crédit : J. Lillo-Box