Une étude impliquant des mesures effectuées par le télescope spatial James Webb (JWST) suggère que l'exoplanète 55 Cancri e possède une atmosphère secondaire dégazée par un océan de magma. Au lieu de roches vaporisées, l'atmosphère peut être riche en CO2 et en CO. Il s'agit du premier exemple de détection d'une atmosphère secondaire autour d'une exoplanète rocheuse et est important dans la science des exoplanètes car l'acquisition et le maintien d'une atmosphère riche en gaz par une planète rocheuse sont essentiels. à l'habitabilité.
Les exoplanètes (c’est-à-dire les planètes situées en dehors du système solaire) sont au cœur de la recherche de signes de vie extraterrestre. La détection et la caractérisation des exoplanètes dans les systèmes stellaires sont essentielles à l’étude des planètes habitables semblables à la Terre, présentant un environnement et des conditions propices à la vie.
Les premières exoplanètes ont été détectées dans les années 1990. Depuis, plus de 5 000 exoplanètes ont été découvertes au cours des dernières décennies. La quasi-totalité d'entre elles se trouvent dans notre galaxie, la Voie lactée. Une exoplanète située dans une galaxie extérieure a été découverte pour la première fois en 2021.
Les exoplanètes rocheuses dotées d'une atmosphère secondaire présentent un intérêt particulier pour les astronomes, car elles sont susceptibles de posséder des conditions similaires à celles de la Terre. L'atmosphère secondaire se forme par le dégazage de matériaux emprisonnés dans le manteau chaud vers la surface de la planète. Sur les planètes telluriques, l'atmosphère primaire, composée de gaz légers comme l'hydrogène et l'hélium accumulés lors de la formation initiale de la planète, disparaît en raison de la faible température de surface et de la vitesse de libération.
L'Exoplanète 55 Cancri e
L'Exoplanète 55 Cancri e est une exoplanète rocheuse chaude située à 41 années-lumière de la Terre dans la constellation du Cancer. Principalement rocheuse avec une température d'équilibre d'environ 2,000 55 K, elle orbite autour de l'étoile semblable au Soleil XNUMX Cancri et est classée comme une super-Terre (car elle a un diamètre deux fois supérieur à celui de la Terre et une densité légèrement supérieure). Sa composition est probablement similaire à celle des planètes rocheuses du système solaire.
Des études antérieures de cette exoplanète suggéraient la présence d'une atmosphère riche en composés volatils. Les résultats ont écarté l'hypothèse d'une atmosphère primaire dominée par H₂ / He, mais n'ont pas permis d'exclure la possibilité que l'enveloppe gazeuse soit composée de roche vaporisée, la planète étant suffisamment chaude pour permettre l'évaporation de roches en fusion. Il est impossible de déterminer si l'atmosphère de cette exoplanète est secondaire et résulte du dégazage de matériaux piégés dans le manteau chaud vers la surface de la planète.
Une atmosphère secondaire se forme après la disparition des gaz primordiaux légers (principalement H₂ et He) lors du refroidissement de la planète. Elle résulte du dégazage de l'intérieur de la planète vers sa surface, sous l'effet de volcans ou d'activités tectoniques. Par exemple, les atmosphères de Vénus, de la Terre et de Mars sont des atmosphères secondaires. La présence d'une atmosphère secondaire sur une exoplanète suggère une évolution ultérieure de cette planète primitive vers une possible habitabilité.
Enquête JWST sur l'exoplanète 55 Cancri e
Les mesures du spectre d'émission thermique de l'exoplanète 55 Cancri e, effectuées par les instruments du télescope spatial James Webb (JWST), ont écarté l'hypothèse d'une atmosphère composée de roche vaporisée. Ces nouvelles données indiquent que l'atmosphère provient d'un océan de magma et est probablement riche en CO₂ et CO.
Il s’agit d’un développement important dans la science des exoplanètes. C’est la première fois qu’une exoplanète est détectée comme ayant une atmosphère environnante formée de matériaux dégazés de l’intérieur (une atmosphère secondaire).
La Terre, Vénus et Mars dans notre système solaire étaient autrefois recouvertes d’un océan de magma, avec une interaction entre l’atmosphère, la surface et l’intérieur. Par conséquent, ce nouveau développement pourrait nous aider à mieux comprendre les premières conditions de la Terre, de Vénus et de Mars et comment une planète rocheuse acquiert et entretient une atmosphère riche en gaz, une condition essentielle pour qu'une planète soit habitable.
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Références:
- JPL. Exoplanètes – Webb de la NASA fait allusion à l'atmosphère possible entourant l'exoplanète rocheuse. Publié le 8 mai 2024. Disponible sur https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-hints-at-possible-atmosphere-surrounding-rocky-exoplanet
- Hu, R., et al 2024. Une atmosphère secondaire sur l'exoplanète rocheuse 55 Cancri e. Nature 630, 609-612. Publié : 08 mai 2024. DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x
- Université de l'Oregon. Pages – Ambiance primaire et secondaire. Disponible à https://pages.uoregon.edu/jschombe/ast121/lectures/lec14.html
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 suggests that the exoplanet 55 Cancri e has a secondary atmosphere outgassed by magma ocean. Instead of vapourised rock, the atmosphere may be rich in CO2 and CO. This is the first instance of detection of secondary atmosphere around a rocky exoplanet and is significant in exoplanet science because acquisition and sustenance of a gas rich atmosphere by a rocky planet is key to habitability. ){kind=link}