La NASA annonçait en 2014 la découverte par le télescope Kepler d’une exoplanète de taille comparable à la Terre, orbitant dans la zone habitable de son étoile (une naine rouge) et donc susceptible d’abriter de l’eau à l’état liquide. Une nouvelle étude du Georgia Institute of Technology (États-Unis) nous en apprend un peu plus sur cette exoplanète distante de 500 années-lumière.
Des astronomes annonçaient la découverte il y a 4 ans d’une planète d’une taille proche de celle de la Terre – à peine 10 % plus grosse – située dans la zone d’habitabilité de son étoile. Baptisée Kepler-186f, cette dernière s’inscrit dans un système à plusieurs planètes (cinq détectées) tournant autour de l’étoile Kepler-186, située à quelque 500 années-lumière dans la constellation du Cygne. Cette planète évolue par ailleurs dans une région autour de son étoile, où elle reçoit la bonne quantité de rayonnement, de sorte que si de l’eau s’y trouve, elle pourrait être sous forme liquide à sa surface. Mais on ne savait pas grand-chose de plus depuis cette annonce.
Des chercheurs du Georgia Institute of Technology ont récemment effectué des simulations pour analyser et identifier la dynamique de l’axe de spin de l’exoplanète. Celle-ci détermine à quel point une planète s’incline sur son axe et comment cet angle d’inclinaison évolue avec le temps. L’inclinaison axiale contribue aux saisons et au climat, car elle affecte la façon dont la lumière du Soleil frappe la surface de la planète.
Les chercheurs suggèrent que l’inclinaison axiale de Kepler-186f est très stable, tout comme celle de la Terre, ce qui rend probable qu’elle ait des saisons régulières et un climat stable. Quelle est l’importance de l’inclinaison axiale pour le climat ? La grande variabilité de l’inclinaison axiale pourrait être une des principales raisons pour lesquelles Mars s’est vue transformée d’un paysage aquatique il y a des milliards d’années en un désert aride que nous connaissons aujourd’hui. « Mars est dans la zone habitable de notre système solaire, mais son inclinaison axiale a été très instable – variant de zéro à 60 degrés », explique Gongjie Li, qui a dirigé l’étude. « Cette instabilité a probablement contribué à la dégradation de l’atmosphère martienne et à l’évaporation des eaux de surface ».
À titre de comparaison, l’inclinaison axiale de la Terre – plus stable – oscille plus modérément entre 22,1 et 24,5 degrés, passant d’un extrême à l’autre tous les 10 000 ans environ.
L’angle d’orientation de l’orbite d’une planète autour de son étoile hôte peut être amené à osciller par interaction gravitationnelle avec d’autres planètes dans le même système. Mars et la Terre, par exemple, interagissent fortement entre elles. En conséquence, cela peut provoquer des variations importantes de leur inclinaison axiale. Mais heureusement pour nous, la Lune maintient ces variations en échec. Elle augmente le taux de précession de l’axe de rotation de notre planète et la différencie du taux d’oscillation orbital. D’autre part, Mars n’a pas un satellite assez grand pour stabiliser son inclinaison axiale.
Concernant Kepler-186f, il semblerait qu’elle ait une connexion très faible avec ses planètes sœurs. Nous ne savons pas si elle possède une ou plusieurs lunes, mais même sans satellite, son inclinaison axiale reste particulièrement stable. Un bon point commun avec la Terre, donc. Rappelons que le rayon de Kepler-186f est inférieur de plus de 10 % à celui de la Terre, mais que sa masse, sa composition et sa densité restent encore un mystère. Selon la NASA, la luminosité de son étoile à midi semblerait aussi brillante que le Soleil juste avant qu’il se couche sur Terre.
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