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Première preuve d’une activité tectonique sur une exoplanète ?

exoplanète tectonique
Crédits : Illustration de l'artiste LHS 3844b. Crédits : Université de Berne / Thibaut Roger

Une équipe de chercheurs suppose l’existence d’une activité tectonique hémisphérique sur l’exoplanète LHS 3844b. Elle serait la conséquence directe d’un contraste de température significatif entre son « côté jour » et son « côté nuit ». Leurs travaux sont publiés dans The Astrophysical Journal Letters.

Découverte en 2018 par le satellite TESS, de la NASA, LHS 3844b est une exoplanète un peu plus grande que la Terre (1,3 fois son rayon), évoluant autour d’une étoile naine rouge située à environ 49 années-lumière en direction de l’Indien, une constellation de l’hémisphère sud.

LHS 3844b complète un tour de son étoile en seulement onze heures. Cette étonnante proximité implique une orbite « verrouillée ». Autrement dit, l’exoplanète ne présente qu’une seule face à son étoile comme la Lune avec la Terre. De fait, son côté « jour » enregistre une température d’environ 770°C, tandis que son côté nuit est beaucoup plus froid avec des températures inférieures à –250°C.

L’astronome Tobias Meier, de l’Université de Berne et principal auteur de cette étude, pensait que ce contraste de températures pouvait affecter le flux de matière à l’intérieur de la planète. Pour tester sa théorie avec son équipe, ils ont effectué des simulations informatiques impliquant différentes forces de matériaux et de sources de chaleur internes.

Activité tectonique hémisphérique

Ces travaux ont révélé un flux ascendant de matière d’un côté de la planète et un flux descendant de l’autre. Autrement dit, la matière circulait d’un hémisphère à l’autre.

Ces simulations ont également révélé quelque chose d’étonnant. Sur la base de ce à quoi nous sommes habitués sur Terre, nous pourrions nous attendre à ce que le matériau sur le côté chaud du jour soit plus léger et coule donc vers le haut et vice versa. Pourtant, certaines des simulations ont également révélé une direction d’écoulement opposée.

« Ce résultat contre-intuitif est dû au changement de viscosité avec la température : le matériau froid est plus rigide et ne veut donc pas se plier, se casser ou se soustraire à l’intérieur« , souligne le Dr Dan Bower, coauteur de l’étude. « Le matériau chaud, cependant, est moins visqueux. Ainsi, même la roche solide devient plus mobile lorsqu’elle est chauffée. Elle peut donc facilement s’écouler vers l’intérieur de la planète« .

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Cette illustration montre la dynamique intérieure possible de la super-Terre LHS 3844b. Crédits : Thibaut Roger / Université de Berne

D’après le chercheur, un tel flux de matières pourrait avoir des conséquences étranges. « Quel que soit le côté de la planète où le matériau coule vers le haut, nous pourrions nous attendre à une grande quantité de volcanisme de ce côté-là. Des remontées d’eau profondes similaires sur Terre stimulent l’activité volcanique à Hawaï et en Islande. On pourrait donc imaginer un hémisphère ponctué d’innombrables volcans, tandis que l’autre n’en développe quasiment aucun« , conclut-il.

Il convient de souligner que ces travaux ne s’appuient que sur des simulations. Des observations plus détaillées comme une carte des températures de surface indiquant un dégazage accru du volcanisme ou une détection de gaz volcaniques pourraient permettre de confirmer ces résultats.