Découverte de HD-137010 b, une « Terre glaciale » potentiellement habitable à moins de 150 années-lumière

Des astronomes viennent d’annoncer la découverte de ce qui ressemble à une « Terre glaciale » : une planète rocheuse froide, mais potentiellement habitable, comparable à la nôtre et située à moins de 150 années-lumière.

D’après une étude récente, ce candidat exoplanète particulièrement proche de la Terre, baptisé HD-137010 b, serait légèrement plus grand que notre planète et afficherait une masse d’environ 1,2 fois celle de la Terre. Son année pourrait, elle aussi, ressembler à la nôtre : l’astre semblerait parcourir son orbite autour d’une étoile orange plutôt calme en 355 jours.

En se basant sur cette période orbitale, les chercheurs estiment qu’il existe 51 % de chances que HD-137010 b se situe juste à l’intérieur de la zone habitable de son étoile, frôlant la limite où de l’eau liquide pourrait exister à la surface.

L’étoile HD-137010 et une zone habitable à la limite

HD-137010 b gravite autour d’une étoile nommée HD-137010, une naine K qui représente environ 70 % de la taille et de la masse du Soleil.

Plus froide et moins lumineuse, cette naine devrait vivre bien plus longtemps que notre étoile de type G, car elle « économise » davantage son hydrogène. La masse plus faible de HD-137010 lui confère une durée de vie en séquence principale (la période durant laquelle elle fusionne l’hydrogène en hélium) supérieure à l’âge actuel de l’Univers.

Dans l’ensemble, HD-137010 constitue une découverte particulièrement intrigante : « C’est le premier candidat planète présentant un rayon et des propriétés orbitales proches de ceux de la Terre qui transite une étoile semblable au Soleil, suffisamment brillante pour permettre d’importantes observations de suivi », indiquent les chercheurs.

Ces observations de suivi restent indispensables pour confirmer la nature planétaire de HD-137010 b, même si les auteurs « s’attendent à une forte probabilité qu’il s’agisse d’une planète réelle ».

Détection par Kepler et méthode du transit

Pour mettre en évidence ce monde, l’équipe a exploité les données du télescope spatial Kepler de la NASA, aujourd’hui retiré du service, premier observatoire entièrement dédié à la chasse aux exoplanètes, en s’appuyant sur une technique appelée méthode du transit.

Le principe consiste à utiliser un observatoire comme Kepler pour « fixer » une étoile et attendre une légère baisse de luminosité lorsqu’une exoplanète potentielle transite, c’est-à-dire passe devant elle. L’ombre projetée sur le disque stellaire provoque une diminution de la lumière reçue, ce qui permet d’inférer le rayon de l’exoplanète ainsi que des informations sur son orbite.

Or, les astronomes n’ont observé le transit de HD-137010 b qu’une seule fois. Et comme plusieurs transits sont nécessaires pour valider un candidat, les mondes dotés d’orbites de type terrestre « exigent plusieurs années d’observations ».

Malgré cette contrainte, l’optimisme reste de mise.

Selon les chercheurs, la détection de HD-137010 b « démontre la détectabilité d’exoplanètes tempérées et froides, de taille terrestre, en orbite autour d’étoiles semblables au Soleil, à partir de transits uniques ».

À l’avenir, il faudra peut-être attendre des observatoires de nouvelle génération, tels que PLATO (de l’ESA), car ce type de planète se trouve à la limite des capacités d’observation des instruments actuels.

Températures, CO2 et scénario « boule de neige »

Pour l’instant, les paramètres orbitaux et stellaires disponibles suggèrent que HD-137010 b pourrait se trouver dans la zone habitable de son étoile. Toutefois, comme elle reçoit moins d’un tiers de l’énergie que la Terre reçoit du Soleil, HD-137010 b pourrait afficher une température comprise entre -68 et -85 °C (-90 à -121 °F), donc encore plus froide que notre célèbre voisine rouge.

Même si elle paraît plus givrée que Mars, HD-137010 b pourrait malgré tout présenter des conditions atmosphériques favorables permettant l’existence d’eau à la surface.

À la lumière de ce que les chercheurs savent d’autres exoplanètes de taille terrestre situées dans la zone habitable de leur étoile, ils avancent qu’« il semble tout à fait plausible qu’une atmosphère modérément riche en CO₂ soit propice à la présence d’eau liquide en surface ».

Mais, tout comme sa longue période orbitale rend sa confirmation plus difficile, ses caractéristiques de type terrestre s’accompagnent d’une autre réserve. Si son abondance en CO₂ est comparable à celle de la Terre, HD-137010 b pourrait se retrouver piégée dans un climat de type « boule de neige ».

Un tel état correspond à une planète entièrement englacée, très réfléchissante, qui renvoie une part importante de la lumière reçue et abaisse encore la température de surface, jusqu’à environ -100 °C.

Pour autant, HD-137010 b n’est peut-être pas un cas isolé. Elle semble seule, mais d’autres systèmes exoplanétaires connus laissent penser que ce n’est pas forcément le cas.

D’autres planètes pourraient exister soit à l’intérieur, soit à l’extérieur de l’orbite de HD-137010 b. De tels corps pourraient même composer une « architecture de type système solaire », avec plusieurs planètes s’étendant à travers la zone habitable et, peut-être, un membre plus lointain de taille comparable à celle de Jupiter.

Avec autant de ressemblances avec notre voisinage cosmique, une « Terre glaciale » pourrait-elle abriter la vie ? Un monde gelé ne semble pas, à première vue, favorable à la vie telle que nous la connaissons, pourtant la Terre elle-même a connu à plusieurs reprises un état de planète « boule de neige » au cours de ses 4,5 milliards d’années d’évolution géologique.

Ces travaux sont publiés dans The Astrophysical Journal Letters.