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Crédits : MARK GARLICK/Gettyimages

Découverte d’une super-Terre au climat étrange dans la zone habitable de son étoile

Les astronomes viennent de découvrir une exoplanète intrigante située à seulement 19,7 années-lumière de la Terre. Nommée HD 20794d, cette super-Terre suit une orbite si excentrique qu’elle traverse périodiquement la zone habitable de son étoile, la région où les conditions pourraient permettre la présence d’eau liquide. Tantôt glaciale, tantôt exposée à des températures élevées, cette planète présente un climat extrême qui soulève des questions fascinantes sur l’habitabilité des mondes au-delà de notre système solaire.

Une planète oscillant entre des extrêmes climatiques

HD 20794d est une planète massive, environ 6,6 fois plus lourde que la Terre, qui suit une orbite fortement allongée autour de son étoile. Sa période de révolution est de 647 jours, ce qui est légèrement plus court que celle de Mars. Ce qui la rend unique, c’est la variation extrême de sa distance par rapport à son étoile. À son point le plus éloigné, elle se trouve à deux unités astronomiques (UA), soit deux fois la distance Terre-Soleil. Elle se retrouve alors plongée dans un froid intense, bien au-delà de la zone habitable. À son point le plus proche, elle n’est plus qu’à 0,75 UA, se rapprochant de la limite interne de la zone habitable, où la chaleur devient extrême.

Ce cycle la place dans une dynamique climatique sans équivalent dans notre Système solaire. À titre de comparaison, Mars orbite à 1,5 UA et Vénus à 0,72 UA. HD 20794d alterne donc entre une situation plus froide que Mars et une autre plus chaude que Vénus.

Comment cette exoplanète a-t-elle été découverte ?

HD 20794d a été identifiée grâce à une technique appelée méthode de la vitesse radiale qui permet de détecter des planètes en mesurant les minuscules oscillations de leur étoile causées par leur attraction gravitationnelle.

Les astronomes ont utilisé les spectrographes ESPRESSO et HARPS installés sur les télescopes de l’Observatoire Européen Austral au Chili. Ces instruments ultra-précis détectent les infimes variations dans le mouvement de l’étoile HD 20794, aussi connue sous le nom de 82 Eridani, qui est légèrement moins massive et plus froide que notre Soleil.

Ce travail de détection a nécessité des années d’analyses approfondies. Un algorithme avancé, nommé YARARA, a été développé pour distinguer le signal réel de la planète du bruit de fond. Ce n’est qu’après un long processus de validation que l’existence de HD 20794d a été confirmée.

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Illustration de la Terre à côté de la super-terre nommée 55 Cancri e. Crédits : NASA/JPL-Caltech/R. Hurt

Un climat extrême : une planète habitable ?

Le climat de HD 20794d défie nos conceptions traditionnelles de l’habitabilité. Alors que la Terre connaît des saisons dues à l’inclinaison de son axe, les conditions sur HD 20794d sont entièrement régies par son orbite très excentrique, ce qui donne lieu à trois saisons potentielles.

  • Un hiver glacial : la planète passe une grande partie de son orbite dans une région trop froide pour permettre la formation d’eau liquide avec des températures potentiellement inférieures à -100°C.
  • Un bref printemps : lorsqu’elle entre dans la zone habitable, la glace pourrait commencer à fondre, créant temporairement des conditions plus clémentes.
  • Un été brûlant : À son point le plus proche de l’étoile, l’effet de serre pourrait provoquer une montée brutale des températures, évaporant potentiellement toute eau de surface.

Ces conditions rendent l’habitabilité incertaine. Si HD 20794d possède une atmosphère épaisse, elle pourrait agir comme un régulateur thermique, limitant les variations extrêmes et rendant la vie envisageable sous certaines formes. En revanche, sans atmosphère protectrice, la planète subirait des cycles de congélation et d’évaporation qui compliqueraient la stabilité de tout écosystème.

HD 20794d représente une cible idéale pour les télescopes spatiaux, comme le télescope James Webb qui pourrait analyser son atmosphère et détecter la présence éventuelle de molécules liées à la vie.

Pourquoi cette orbite est-elle si particulière ?

Dans notre Système solaire, la plupart des planètes ont des orbites presque circulaires. Même Mercure, qui a l’orbite la plus excentrique, atteint une valeur de 0,206 sur une échelle où 0 représente un cercle parfait. HD 20794d, avec une excentricité de 0,4, suit une trajectoire bien plus allongée.

D’où vient cette excentricité ? Les astronomes pensent qu’elle résulte d’événements survenus dans les premiers temps du système planétaire. Il est notamment possible qu’une grande planète ait existé à proximité et ait perturbé l’orbite de HD 20794d avant d’être éjectée. Des interactions gravitationnelles avec d’autres planètes du système pourraient également avoir façonné cette orbite inhabituelle.

Actuellement, on sait que deux autres super-Terres, nommées HD 20794b et HD 20794c, gravitent également autour de l’étoile. Toutefois, leurs orbites sont bien plus régulières, ce qui rend HD 20794d d’autant plus mystérieuse.

Pourquoi cette découverte est-elle importante ?

Cette planète remet en question nos critères de définition de la zone habitable. Jusqu’à présent, on considérait qu’une planète devait rester longtemps dans cette région pour être favorable à la vie. Or, HD 20794d prouve qu’il pourrait exister des mondes où des conditions favorables apparaissent par intermittence, ce qui ouvre de nouvelles perspectives dans la recherche d’exoplanètes habitables.

Enfin, cette découverte souligne à quel point l’univers est riche en surprises. Notre Système solaire, avec ses orbites relativement stables, pourrait être une exception plutôt qu’une norme. Explorer des exoplanètes comme HD 20794d nous aide à mieux comprendre la diversité des mondes qui existent dans l’univers et peut-être à trouver un jour un monde véritablement semblable à la Terre.

Brice Louvet

Rédigé par Brice Louvet

Brice est un journaliste passionné de sciences. Ses domaines favoris : l'espace et la paléontologie. Il collabore avec Sciencepost depuis près d'une décennie, partageant avec vous les nouvelles découvertes et les dossiers les plus intéressants.