Un désaccord entre deux groupes de recherche sur TOI-270 d, une exoplanète située à 73 années-lumière de la Terre: il n’est pas clair si sa surface abrite un océan d’eau potentiellement habitable.
Illustration d’une exoplanète
Il y a un désaccord entre les scientifiques sur la surface de TOI-270 d, une planète extrasolaire qui orbite autour de l’étoile TOI-270, une naine rouge de la constellation du Peintre, située à environ 73 années-lumière de la Terre. Découverte en 2019 par le télescope spatial TESS de la NASA, TOI-270 d pourrait avoir une surface entièrement recouverte par un océan d’eau, comme le suggèrent les chercheurs de l’Université de Cambridge dans un article publié dans Astronomy and Astrophysics Letters. Cependant, cette hypothèse est contestée par une équipe canadienne qui, également à travers le télescope spatial James Webb de la NASA, a effectué des observations supplémentaires de la même exoplanète, affirmant que TOI-270 d serait trop chaud pour abriter un océan d’eau liquide à sa surface.
Selon les astronomes britanniques, la température de l’océan de TOI-270 d pourrait dépasser 100 °C, mais en présence d’une forte pression atmosphérique, comme celle que l’on estime présente sur cette exoplanète, l’eau pourrait tout de même se trouver à l’état liquide. En revanche, les astronomes canadiens estiment que la surface de TOI-270 d atteindrait 4 000 °C, ce qui n’est pas compatible avec l’existence d’eau liquide : selon leurs analyses, disponibles en prépublication sur ArXiv, l’exoplanète présenterait plutôt une surface rocheuse.
Le seul aspect sur lequel les chercheurs semblent toutefois être d’accord est l’atmosphère de TOI-270 d, puisque le télescope spatial James Webb a fourni les mêmes données aux deux groupes de recherche, indiquant la présence de vapeur d’eau, d’hydrogène et de traces de méthane et de dioxyde de carbone. Ce mélange chimique s’étendrait sur toute la surface de l’exoplanète.
Pourquoi TOI-270 d fait débat parmi les scientifiques
TOI-270 d est une exoplanète très différente de la Terre : elle fait partie du système stellaire TOI-270 (une naine rouge de classe spectrale M de la constellation du Peintre), a une masse presque cinq fois supérieure à celle de notre planète et met environ 11 jours pour effectuer une orbite autour de son étoile.
Ce qui rend TOI-270 d encore plus différente de la Terre, ce sont ses conditions, puisque cette exoplanète est un « monde bloqué », c’est-à-dire qu’elle a un côté constamment tourné vers son étoile et l’autre plongé dans l’obscurité permanente, ce qui crée un contraste thermique extrême. Cela rendrait son océan extrêmement chaud d’un côté, mais potentiellement habitable de l’autre.
Les preuves de l’existence d’un océan d’eau liquide sur TOI-270 d, rapportées en exclusivité par The Guardian, reposent sur l’absence d’ammoniac dans l’atmosphère, une molécule qui, selon la chimie de base, devrait être naturellement présente dans une atmosphère riche en hydrogène. « Mais l’ammoniac est très soluble dans l’eau et donc s’épuiserait dans l’atmosphère s’il y avait un océan en dessous », explique le professeur Nikku Madhusudhan de l’Institut d’astronomie de l’Université de Cambridge, qui, avec Mans Holmberg, soutient l’existence de l’océan. « Une interprétation est que cela se produit parce que TOI-270 d est un « monde océanique », avec un océan d’eau sous une atmosphère riche en hydrogène – explique Madhusudhan à la revue britannique. Il est probable que ses eaux atteignent des profondeurs de dizaines à des centaines de kilomètres, avec un fond marin glacé à haute pression et, en dessous, un noyau rocheux, bien qu’il ne soit pas clair si (l’océan, ndlr) serait habitable ».
Le professeur Björn Benneke de l’Université de Montréal, à la tête de l’équipe de recherche canadienne qui conteste cette interprétation, remet en question la possibilité que les températures sur TOI-270 soient compatibles avec l’existence d’un « monde océanique ». « Selon nous, la température est trop élevée pour que l’eau puisse être liquide ». Selon les chercheurs, l’atmosphère contiendrait des quantités substantielles de vapeur d’eau (« trop pour que l’existence d’un océan soit plausible »), tandis qu’en surface, les températures pourraient atteindre 4 000 °C, auxquelles l’eau serait dans un état supercritique, où la distinction entre liquide et gaz devient confuse. « C’est presque comme un fluide dense et chaud », estime Benneke.
Pour éclaircir l’existence ou non d’un océan d’eau, d’autres observations seront nécessaires pour déterminer l’abondance de la vapeur d’eau dans l’atmosphère de TOI-270 d. Ce qui est clair, indépendamment de la vérité sur la nature de la surface de cette exoplanète, c’est que c’est grâce aux observations incroyables du télescope spatial James Webb qu’il est possible d’avoir une idée des conditions des planètes lointaines et de la probabilité de trouver des formes de vie. Un défi relevé par le télescope qui a remplacé Hubble et qui nous permet de voir l’univers comme jamais auparavant.