Gliese 1214 b : Découverte d’une planète-océan

Gliese 1214 b : Découverte d’une planète-océan:

La Terre, l'exoplanète Gliese 1214 b - image imaginaire - et Neptune, à la même échelle. Photos Nasa.

Depuis sa découverte en 2009, les astronomes soupçonnaient Gliese 1214 b d’être un monde exotique, un nouveau type de planète, encore jamais vu, ni dans notre système solaire, ni nulle part ailleurs dans la Galaxie… L’analyse des observations de cet astre situé dans la constellation d’Ophiuchus, à l’aide du télescope spatial Hubble, à paraître dans l’Astrophysical journal, confirme leur intuition : à tous points de vue, ce monde ne ressemble à rien de connu.

Gliese 1214 est une très discrète étoile, invisible à l’oeil nu, située dans les riches champs stellaires de la constellation d’Ophiuchus. Située à seulement 42 années-lumière, soit environ quatre cent mille milliards de kilomètres, elle est suffisamment proche pour être étudiée en détail par les astronomes. Cette étoile est une naine rouge, âgée de six milliards d’années environ et mesurant 290 000 kilomètres de diamètre, soit le cinquième du diamètre solaire. Son éclat est dix mille fois moins intense que celui de notre étoile. C’est au sommet du mont Hopkins, dans le sud de l’Arizona, que sa planète a été découverte, en 2009, à l’aide du réseau MEarth, un groupe de huit petits télescopes de 40 cm de diamètre fonctionnant automatiquement. Toutes les 38 heures, en effet, la planète Gliese 1214 b passe devant l’étoile naine rouge, « l’éclipsant » en partie. Durant ces transits, la lumière de l’étoile baisse de 1,4 %. Très vite, les astronomes du monde entier ont tourné leurs télescopes vers la belle inconnue et ont commencé à esquisser son portrait en estompe. La planète Gliese 1214 b est une « super Terre », c’est à dire un astre situé à mi-chemin des planètes rocheuses, comme Mars, Vénus et la Terre, et des planètes gazeuses, comme Uranus, Neptune ou Saturne. De tels astres n’existent pas dans notre propre système solaire. Pour fixer les idées, Gliese 1214 b est 2,7 fois plus grande et 6,5 fois plus massive que la Terre. Pour comparaison, Neptune est 3,8 fois plus grande et 17 fois plus massive que notre petite planète bleue. Mais la caractéristique la plus intéressante de l’exoplanète d’Ophiuchus, c’est sa masse volumique : 1,9, contre 1 pour l’eau et 5,5 pour la Terre ! En clair, Gliese 1214 b est seulement deux fois plus dense que l’eau… Pour les astronomes, un monde aussi léger ne peut-être constitué que d’un noyau rocheux entouré de glaces et de gaz… Dans le système solaire, de tels astres existent : Neptune et Encelade, par exemple, ont une densité de 1,6. Mais comment décider si cette planète, comme Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, est essentiellement composée d’Hydrogène, d’hélium, de méthane, ou bien de glace d’eau, comme Encelade ?

Un premier indice a aidé les scientifiques : Gliese 1214 b, dont l’année dure… trente huit de nos heures, tourne à seulement deux millions de kilomètres de son étoile ! Malgré le faible rayonnement de cette dernière, la température moyenne, à la surface ou dans l’atmosphère de cette planète, avoisine 230 °C… Dans un tel environnement, les éléments légers, comme l’hydrogène et l’hélium, ont du s’échapper depuis des milliards d’années de la planète. D’où le modèle proposé par les chercheurs : Gliese 1214 b serait une « planète océan », essentiellement constituée d’eau…

En orientant le télescope spatial Hubble vers l’étoile Gliese 1214, l’équipe de Zachory Berta voulait suivre les transits de sa planète, et tenter d’observer en transparence l’atmosphère de celle-ci, traversée par la lumière de l’étoile située en arrière-plan. Mission accomplie : le spectre obtenu par les astronomes, dénué de raies d’émission ou d’absorption, conforte leur intuition quant à la nature de la planète ; son atmosphère serait constituée essentiellement de vapeur d’eau… La « planète océan » tournant autour de son étoile naine rouge va être dans les années qui viennent l’objet de l’attention de la communauté astronomique, qui va tenter de dépeindre le « paysage » de cette extraordinaire étuve cosmique… On peut supposer que cette planète des brumes est couverte d’un océan de plusieurs centaines ou milliers de kilomètres de profondeur, cet océan immense étant perpétuellement plongé dans la pénombre, sous un ciel de plomb ; inchangé depuis des millions de millénaires.