Les conditions d’habitabilité des exoplanètes déterminées par l’étude de leur manteau

Les super-Terres ont-elles la faculté de créer des conditions favorables à l’apparition et au développement de la vie ? C’est l’une des questions qui a motivé la dernière étude de scientifiques étatsuniens de la Carnegie Institution, dont les résultats viennent d’être récemment publiés dans la revue Nature Communications.

Pour rappel, une super-Terre désigne une exoplanète dont la masse comprise entre celle de notre planète bleue et celle d’une planète géante. Ces planètes sont parmi les plus abondantes dans les systèmes exoplanétaires.

Richard Carlson, directeur du laboratoire Terre et Planètes, explique en substance qu’il convient également d’examiner ce qu’il se passe sous la surface d’une planète pour déterminer les conditions d’habitabilité, outre la composition atmosphérique de ladite planète.

Durant des décennies, les chercheurs de Carnegie se sont attachés à recréer les conditions de l’intérieur des planètes en soumettant de petits échantillons de matériaux à d’immenses pressions et à des températures élevées. Cela étant, les techniques auxquelles ils font appel peuvent atteindre des limites.

Dernièrement, l’équipe de scientifique a eu accès à la Z Pulsed Power Facility de Sandia – plus communément appelée Z Machine – un appareil pouvant soumettre des matériaux à des conditions extrêmes de température et de pression. Ils ont utilisé du silicate de magnésium, aussi connu sous le nom de Bridgmanite.

Des échantillons de ce minéral ont été pris en sandwich entre des plaques d’aluminium et de cuivre de la taille d’une carte de crédit. Ces même plaques étaient propulsées à la vitesse d’une balle de fusil sous l’action de champs magnétiques induits par des courants de 26 millions d’ampères.

L’impact des plaques sur la Bridgmanite y a occasionné l’équivalent d’ondes sismiques. Les vitesses de propagation de ces ondes et leurs autres caractéristiques étant reliées à l’état de la matière traversée, les scientifiques ont pu conclure si l’on était en présence d’un liquide, d’un gaz ou d’un solide et donc de dresser les courbes décrivant les changements d’état de la bridgmanite en réponse aux pressions générées.

Les auteurs de ce travail ont été en mesure de déterminer à quelles conditions de tailles et de compositions des super-Terres allaient posséder un noyau métallique liquide issu de la fusion de leur manteau et ayant ainsi la faculté de générer une magnétosphère protectrice. Selon eux, quelques-unes de ces types d’exoplanètes seraient bien susceptibles d’avoir gardé une atmosphère grâce à leurs champs de gravité et à un bouclier magnétique.