Vue d’artiste de l’exoplanète GJ 1132 b, située à 41 années-lumière du Système solaire — © NASA / ESA / R. Hurt / IPAC / Caltech

Des scientifiques de la NASA ont repéré une lointaine planète recouverte de lave possédant une caractéristique très inhabituelle : celle-ci a créé une deuxième atmosphère pour compenser celle qu’elle avait perdue.

Une atmosphère régénérée

On pense que la planète GJ 1132 b possédait autrefois une épaisse atmosphère d’hydrogène semblable à celle de Neptune, mais que la proximité avec son étoile a progressivement fait disparaître l’hydrogène et l’hélium, la transformant en un noyau nu de la taille de la Terre. Dans le cadre de travaux publiés dans The Astronomical Journal, des astronomes ont découvert qu’elle en avait développé une seconde, composée d’hydrogène moléculaire, de cyanure d’hydrogène, de méthane ainsi que d’un « voile d’aérosols » très proche du smog terrestre.

Selon les auteurs de l’étude, l’hydrogène de la première atmosphère aurait été absorbé par le manteau magmatique de la planète, puis libéré par des processus volcaniques pour créer cette seconde couche de gaz.

« Cette découverte est très excitante car elle suggère que l’atmosphère que nous voyons aujourd’hui a été régénérée », souligne Raissa Estrala, scientifique au Jet Propulsion Laboratory et co-auteure de l’étude. « Nous pensions initialement que ces planètes fortement irradiées étaient assez ennuyeuses car elles avaient perdu leur atmosphère, mais en nous penchant sur les observations existantes de cette planète réalisées avec Hubble, nous avons constaté que GJ 1132 en avait produit une autre. »

La planète GJ 1132 b possède plusieurs similitudes avec la Terre : toutes deux ont des tailles semblables, sont âgées d’environ 4,5 milliards d’années, disposaient à l’origine d’une atmosphère riche en hydrogène et pourraient même avoir eu des pressions atmosphériques similaires à la surface. Cependant, la proximité de GJ 1132 b avec sa naine rouge, exacerbée par les forces gravitationnelles, notamment le réchauffement par effet de marée, lorsque l’énergie provenant de l’orbite et de la rotation d’une planète est dispersée sous forme de chaleur à l’intérieur de celle-ci, l’ont littéralement rôtie.

« De nombreuses planètes terrestres ne l’étaient pas à l’origine »

Comme GJ 1132 b se trouve sur une orbite elliptique, la planète est comprimée et étirée par « pompage gravitationnel », maintenant son manteau dans un état liquide et assurant une activité volcanique continue. Ainsi, la croûte plus froide de la planète pourrait n’avoir que quelques centaines de mètres d’épaisseur – trop fine pour supporter des montagnes – et être fissurée comme une coquille d’œuf.

« De nombreuses planètes terrestres ne l’étaient pas à l’origine », souligne Mark Swain, auteur principal de l’étude. « Certaines ont pu commencer comme des sous-neptunes, et devenir par la suite terrestres grâce à un mécanisme de photo-évaporation de l’atmosphère primordiale. Un processus intervenant au début de la vie d’une planète, lorsque l’étoile est plus chaude. »

« Puis l’étoile se refroidit et la planète demeure inerte. Vous avez donc ce mécanisme qui peut ‘cuire’ l’atmosphère au cours des 100 premiers millions d’années, puis les choses se tassent. Et si vous pouvez régénérer l’atmosphère, peut-être que vous pourrez la conserver. »

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