La découverte d'un candidat exoplanète en orbite autour de Proxima Centauri à proximité a certainement été une nouvelle passionnante. En plus d'être l'exoplanète la plus proche de notre système solaire encore découverte, toutes les indications indiquent qu'elle est terrestre et située dans la zone habitable circumstellaire des étoiles. Cependant, cette annonce contenait également sa part de mauvaises nouvelles.
D'une part, l'équipe derrière la découverte a indiqué que, compte tenu de la nature de son orbite autour de Proxima Centauri, la planète était probablement en termes de quantité d'eau qu'elle avait réellement à sa surface. Mais une étude récente menée par des scientifiques de l'Université de Marseille et de l'Institut Carl Sagan pourrait contredire cette évaluation. Selon leur étude, la masse de l'exoplanète peut comprendre jusqu'à 50% d'eau, ce qui en fait une «planète océanique».
Selon les conclusions de l'équipe Pale Red Dot, Proxima Centauri b orbite autour de son étoile à une distance estimée à 7 millions de kilomètres (4,35 millions de mi) - seulement 5% de la distance de la Terre au Soleil. Il orbite également autour de Proxima Centauri avec une période orbitale de 11 jours et a soit une rotation synchrone, soit une résonance orbitale 3: 2 (soit trois rotations pour deux orbites).
De ce fait, l'eau liquide est susceptible d'être confinée soit du côté de la planète face au soleil (dans le cas d'une rotation synchrone), soit dans sa zone tropicale (dans le cas d'une résonance 3: 2). De plus, le rayonnement que Proxima b reçoit de son étoile naine rouge serait considérablement plus élevé que celui auquel nous sommes habitués ici sur Terre.
Cependant, selon une étude menée par Bastien Brugger du Laboratoire d'astrophysique de l'Université de Marseille, Proxima b pourrait être plus humide que nous ne le pensions. Pour les besoins de leur étude, intitulée «Structures internes et compositions possibles de Proxima Centauri b» (qui a été acceptée pour publication dans The Astrophysical Journal Letters), l'équipe de recherche a utilisé des modèles de structure interne pour calculer le rayon et la masse de Proxima b.
Leurs modèles étaient basés sur l'hypothèse que Proxima b est à la fois une planète terrestre (c'est-à-dire composée de matériaux rocheux et de minéraux) et n'avait pas d'atmosphère massive. Sur la base de ces hypothèses et des estimations de masse produites par l'enquête Pale Red Dot (~ 1,3 masses terrestres), ils ont conclu que Proxima b a un rayon compris entre 0,94 et 1,4 fois celui de la Terre, et une masse qui est d'environ 1,1 à 1,46. fois celle de la Terre.
Comme Brugger l'a déclaré à Space Magazine par e-mail:
«Nous avons répertorié toutes les compositions que Proxima b pourrait avoir et avons exécuté le modèle pour chacune d'entre elles (ce qui fait environ 5000 simulations), en nous donnant à chaque fois le rayon de planète correspondant. Nous avons finalement exclu tous les résultats qui n'étaient pas compatibles avec un corps planétaire, en nous basant sur les conditions de formation de notre système solaire (puisque nous ne connaissons pas ces conditions pour le système Proxima Centauri). Et ainsi, nous avons obtenu une plage de rayons planétaires possibles pour Proxima b, allant de 0,94 à 1,40 fois le rayon de la Terre. »
Cette gamme de tailles permet des compositions planétaires très différentes. À l'extrémité inférieure, étant légèrement plus petite mais un peu plus massive que la Terre, Proxima b serait probablement une planète semblable à Mercure avec une fraction de masse centrale de 65%. Cependant, à l'extrémité supérieure des estimations des rayons et des masses, Proxima b serait probablement la moitié de l'eau en masse.
"Si le rayon est de 0,94 rayon terrestre, alors Proxima b est entièrement rocheux avec un énorme noyau métallique (comme Mercure dans le système solaire)", a déclaré Brugger. "Au contraire, Proxima b ne peut atteindre un rayon de 1,40 que si elle abrite une quantité massive d'eau (50% de la masse totale de la planète), et dans ce cas, ce serait une planète océanique, avec un océan liquide profond de 200 km ! En dessous, la pression est si élevée que l'eau se transformerait en glace, formant une couche de glace d'environ 3000 km (sous laquelle se trouverait un noyau fait de roches). »
En d'autres termes, Proxima b pourrait être une «planète globe oculaire», où le côté exposé au soleil a une surface océanique liquide, tandis que le côté sombre est couvert de glace gelée. Des études récentes ont suggéré que cela pourrait être le cas de cette planète en orbite dans les zones habitables des étoiles naines rouges, où le verrouillage des marées garantit qu'un seul côté obtient la chaleur nécessaire pour maintenir l'eau liquide à la surface.
D'un autre côté, s'il a une résonance orbitale de 3: 2, il est probable qu'il présente un motif de double globe oculaire - avec des océans liquides dans les hémisphères est et ouest - tout en restant gelé aux terminaisons et aux pôles. Cependant, si les estimations inférieures devaient être vraies, alors Proxima b est probablement une planète rocheuse et dense où l'eau liquide est rare d'un côté et gelée de l'autre.
Mais l'aspect le plus intéressant de la recherche est peut-être qu'elle offre un aperçu de la probabilité que Proxima b soit habitable. Depuis sa découverte, la question de savoir si la planète peut ou non soutenir la vie est restée controversée. Mais comme Brugger l'a expliqué:
«La partie intéressante est que tous les cas que nous avons considérés sont compatibles avec une planète habitable. Donc, si le rayon de la planète est finalement mesuré (dans certains mois ou années), deux cas sont possibles: soit (i) la mesure se situe dans la plage 0,94-1,40 et nous serons en mesure de donner la composition exacte de la planète (et non seulement une gamme de possibilités), ou (ii) le rayon mesuré est hors de cette gamme, et nous saurons que la planète n'est pas habitable. Le cas où Proxima b est une planète océanique est particulièrement intéressant, car ce type de planète n'a pas besoin d'une atmosphère d'oxygène et d'azote (comme sur la Terre) pour abriter la vie, car il peut se développer dans son immense océan. »
Mais bien sûr, ces scénarios sont basés sur l'hypothèse que Proxima b a beaucoup en commun avec les planètes de notre propre système solaire. Il est également basé sur l'hypothèse que la planète est en effet d'environ 1,3 masses terrestres. Jusqu'à ce que la planète puisse être observée en train de faire un transit de Proxima Centauri, les astronomes ne sauront pas avec certitude à quel point elle est massive.
En fin de compte, nous sommes encore loin de déterminer la taille exacte, la composition et les caractéristiques de surface de Proxima b - sans dire si elle peut réellement soutenir la vie. Néanmoins, une recherche comme celle-ci est bénéfique en ce qu'elle nous aide à trouver des contraintes sur le type de conditions planétaires pourrait existent là-bas.
Et qui sait? Un jour, nous pourrons peut-être envoyer des sondes ou des missions en équipage sur la planète, et peut-être enverront-ils des images d'êtres vivants naviguant dans de vastes océans, à la recherche d'une parcelle de terre légendaire dont ils ont entendu parler? Dieu j'espère que non! Une fois, c'était plus que suffisant!
