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La plupart des planètes terrestres de la galaxie orbitent autour d’étoiles plus petites que le soleil. En raison de leur nombre, elles sembleraient être des candidates prometteuses dans la recherche de la vie ailleurs. Mais les astronomes pensent que ces corps, surtout ceux qui sont en orbite proche, risquent de perdre leur atmosphère, nécessaire au maintien de la vie. La découverte d’une de ces planètes au-delà du système solaire, dépourvue de toute atmosphère, assombrit les perspectives pour ses pairs.

Ces résultats ont été détaillés dans une étude dirigée par Laura Kreidberg, Clay Fellow au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Dans cette étude, les chercheurs montrent que la planète LHS 3844b, une exoplanète terrestre en orbite autour d’un petit soleil situé à 48,6 années-lumière, ne possède aucune couche de gaz détectable la recouvrant pour la protéger des dangereux rayonnements de son soleil et piéger sa chaleur. L’atmosphère d’une planète lui permet d’accueillir la vie et fournit des signes révélateurs de son existence. Elle est également essentielle pour comprendre l’origine, la nature et les conditions actuelles d’une planète.

« Nous avons appris au cours de la dernière décennie que les planètes de taille similaire à la Terre sont abondantes autour d’autres étoiles – ce qui est follement excitant pour les perspectives de détecter potentiellement la vie sur l’une d’entre elles », a déclaré Kreidberg. « Cependant, ce n’est pas parce que nous savons que ces planètes existent que nous ne savons pas si elles ont généralement une atmosphère ou non. »

Les résultats, décrits dans un article publié le 19 août dans la revue Nature, montrent qu’il est possible que des planètes orbitant autour d’étoiles naines M, qui sont beaucoup plus petites et plus froides que le soleil, soient dépourvues d’atmosphère – il s’agit en fait de la première découverte réelle d’une telle situation. Ces étoiles sont connues pour émettre une lumière ultraviolette intense, ce qui peut rendre les systèmes solaires moins hospitaliers.

« Une chose à propos des petites étoiles naines M est qu’elles sont très brillantes dans l’ultraviolet pendant le premier milliard d’années de leur vie, donc il y a beaucoup de questions en suspens pour savoir si les planètes de taille terrestre autour de ces étoiles peuvent conserver leur atmosphère », a déclaré Kreidberg. « Il existe plusieurs théories qui prédisent la perte atmosphérique, mais cela n’a jamais été observé jusqu’à présent. »

Les chercheurs ont utilisé une technique inédite pour déterminer que la planète LHS 3844b n’a pas d’atmosphère. Ils ont mesuré un côté de son climat et l’ont comparé à l’autre pour rechercher une différence de température maximale. La planète, qui est sur une orbite de 11 heures, est verrouillée de manière tidale, ce qui signifie qu’un côté fait toujours face à l’étoile et que l’autre est toujours dans l’obscurité. Une planète dotée d’une atmosphère déplacerait une partie de la chaleur qu’elle absorbe du côté chaud vers le côté froid. Grâce aux données du télescope spatial Spitzer de la NASA, les chercheurs ont déterminé que ce n’était pas le cas de LHS 3844b. Ils ont constaté que le côté faisant face à l’étoile était chauffé à plus de 1 400 degrés Fahrenheit, tandis que le côté sombre correspondait au zéro absolu.

« Nous sommes assez convaincus que cette chose est une roche nue », a déclaré Kreidberg.

La mesure est appelée « courbe de phase thermique » de la planète. C’est la première fois que cette technique est utilisée pour une planète terrestre.

LHS 3844b est 30 % plus grande que la Terre. L’eau liquide ne peut pas exister à sa surface et l’équipe de Kreidberg pense que la surface de la planète est faite de basalte, une roche très sombre qui peut se former à partir de lave refroidie, similaire aux maria sur la lune.

Travaillant avec Kreidberg sur le document, des chercheurs de Harvard, de l’Institut de technologie de Californie, de l’Institut de technologie du Massachusetts, de l’Université de Stanford, de l’Université du Maryland, de l’Université du Texas à Austin, de l’Université Vanderbilt et du Transiting Exoplanet Satellite Survey (TESS) de la NASA, qui a découvert la planète en 2018.

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