De l’eau détectée sur une exoplanète située dans la zone habitable de son étoile

Une étude internationale menée par l’astronome Björn Benneke, de l’UdeM, a permis de détecter de la vapeur d’eau sur la planète K2-18b, une découverte majeure dans la recherche de vie extraterrestre.

Une représentation de l’exoplanète K2-18b, de son étoile de type naine rouge, et de son exoplanète soeur K2-18c. (Crédit: Alex Boersma)

Depuis la découverte de la première exoplanète dans les années 90, les astronomes n’ont cessé de mettre au jour et d’analyser des planètes situées dans la zone habitable de leurs étoiles, où les conditions peuvent conduire à la formation d’eau liquide et à la prolifération de la vie.

Selon les résultats de la mission du satellite Kepler, qui a révélé près des deux tiers de toutes les exoplanètes connues à ce jour, de 5 à 20 % des Terre et des super-Terre sont situées dans la zone habitable de leurs étoiles. Toutefois, malgré cette abondance, il est extrêmement difficile de sonder les conditions et les propriétés atmosphériques de ces planètes potentiellement habitables. En fait, cela est demeuré quasi impossible… jusqu’à maintenant.

De la vapeur d’eau détectée dans l’atmosphère de l’exoplanète K2-18b

Björn Benneke, professeur à l’Université de Montréal et membre de l’iREx, est l’auteur principal de cet article. (Crédit: Amélie Philibert)

Une nouvelle étude menée par le professeur Björn Benneke, de l’Institut de recherche sur les exoplanètes de l’Université de Montréal (iREx), son étudiante au doctorat Caroline Piaulet et plusieurs collaborateurs a permis de détecter de la vapeur d’eau et peut-être même des nuages d’eau liquide dans l’atmosphère de l’exoplanète K2-18b. «Il s’agit du plus grand pas effectué à ce jour vers notre objectif ultime de trouver de la vie sur d’autres planètes, de prouver que nous ne sommes pas seuls. Grâce à nos observations et à la modélisation du climat de la planète, nous avons démontré que la vapeur peut se condenser en eau liquide. C’est une première», expose le professeur Benneke.

L’exoplanète K2-18b, qui est environ neuf fois plus massive que la Terre, se trouve dans la zone habitable de l’étoile autour de laquelle elle orbite. Cet astre, de type M, est plus petit et plus froid que le Soleil, mais à cause de sa plus grande proximité, K2-18b reçoit pratiquement la même quantité totale d’énergie de son étoile que la Terre en reçoit du Soleil.

Les similarités entre l’exoplanète K2-18b et la Terre font dire aux astronomes que l’exoplanète aurait potentiellement un cycle hydrologique permettant à l’eau de se condenser en nuages et à la pluie liquide de tomber. La détection a été rendue possible en combinant huit observations de transit ‒ lorsque l’exoplanète passe devant son étoile ‒ faites par le télescope spatial Hubble.

L’équipe de l’iREx n’est pas étrangère au système K2-18 situé à 111 années-lumière de la Terre. L’existence de la planète K2-18b fut confirmée pour la première fois par le professeur Benneke et son équipe dans un article publié en 2016 à partir des données du télescope spatial Spitzer. La masse et le rayon de la planète ont ensuite été déterminés par Ryan Cloutier, ancien étudiant au doctorat de l’Université de Montréal et de l’Université de Toronto. Ces premiers résultats prometteurs ont encouragé l’équipe de l’iREx à recueillir des observations de suivi sur ce monde intrigant.

Les scientifiques estiment à l’heure actuelle que l’enveloppe gazeuse épaisse de K2-18b empêcherait probablement l’existence de la vie telle que nous la connaissons à la surface de la planète. Cependant, l’étude montre que même ces planètes de masse relativement faible et donc plus difficiles à étudier peuvent être explorées par des instruments astronomiques qui ont été conçus au cours des dernières années. En analysant celles qui sont situées dans la zone habitable de leurs étoiles et sur lesquelles sont réunies les conditions propices à la présence d’eau liquide, les astronomes font un pas de plus vers la détection directe de signes de vie au-delà de notre système solaire.


À propos de l’étude

L’article «Water vapor on the habitable-zone exoplanet K2-18b», de Björn Benneke et ses collaborateurs, a été publié le 10 septembre 2019 sur arXiv.org et a été soumis à la revue Astronomical Journal. Principalement financée par la NASA, cette étude est basée en partie sur les observations réalisées au moyen du télescope spatial Hubble. Le reste du financement provient du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, du Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies et d’autres organismes.


Contact média
Nathalie Ouellette
Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal, Montréal, Canada
613-531-1762
nathalie@astro.umontreal.ca

Contact scientifique
Björn Benneke
Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal, Montréal, Canada
514-578-2716
bbenneke@astro.umontreal.ca

Liens supplémentaires
Article scientifique publié sur arXiv.org