Des astronomes ont détecté des indices pour la présence d’une Exolune volcanique

Étant donné la profusion de lunes dans notre propre système solaire, il semble probable qu’il y ait beaucoup plus d’exolunes dans l’Univers que d’exoplanètes. Nous n’en avons pas encore trouvé, mais les astronomes viennent de trouver un signal qui pourrait signifier la présence d’une exolune.

Pas n’importe laquelle non plus, mais quelque chose qui ressemble à une version dopée de la lune jovienne Io, l’objet le plus volcaniquement actif dans le système solaire.

Image d’entête : représentation artistique d’une exolune volcanique subissant une perte de masse extrême. L’exolune cachée est enveloppée d’un nuage de gaz irradié d’un jaune orangé brillant, comme on le verrait avec un filtre à sodium. Des plaques de nuages de sodium traînent sur l’orbite lunaire, peut-être sous l’effet de la magnétosphère de la géante gazeuse. (Apurva Vikram Oza/ Université de Berne)

Non seulement l’exolune serait recouverte de volcans crachant de la lave, mais elle serait en orbite autour d’une planète chaude, WASP-49b, une planète géante gazeuse massive appelée Jupiter Chaud, se déplaçant tous les 2,8 jours autour d’une étoile naine jaune, WASP-49.

Selon l’astrophysicien Apurva Oza de l’Institut de physique de l’université de Berne (Suisse) :

Ce serait un monde volcanique dangereux avec une surface de lave en fusion, une version lunaire de super-terres proches comme 55 Cancri-e.

L’équipe n’a pas détecté l’exolune directement. Ils ont déduit qu’elle existe à partir de données provenant de la planète elle-même, des éléments détectés dans sa haute atmosphère.

Lorsqu’une étude décrivant l’atmosphère de WASP-49b a été publiée en 2017, les chercheurs ont noté la présence d’une épaisse couche de sodium à des altitudes exceptionnellement élevées et sans nuages. Cette couche de sodium a permis à l’équipe internationale d’Oza d’y regarder de plus près.

Le gaz de sodium neutre est tellement éloigné de la planète qu’il est peu probable qu’il soit émis uniquement par un vent planétaire.

Nous savons, d’après les observations faites plus près de chez nous, que l’activité volcanique sur Io produit des quantités assez importantes de potassium et de sodium (entre autres choses). Ces éléments sont emportés dans la magnétosphère complexe de Jupiter, ce qui donne un tore de matière qui entoure la planète.

Nous savons aussi que, sans l’intense interaction gravitationnelle entre Io et Jupiter générée par l’orbite elliptique de la lune, les forces de marée variables qui créent la friction et donc la chaleur dans la lune, elle ne serait pas volcaniquement active.

En 2006, une autre équipe de chercheurs a extrapolé que la présence d’un tore de matière autour d’une planète pouvait impliquer la présence d’une lune ou d’un autre corps en orbite.

Donc, l’équipe a fait quelques calculs. Et ils ont découvert qu’une exolune volcaniquement active pourrait libérer plus de potassium et de sodium que la planète autour de laquelle elle gravite.

Comme le conclu l’équipe d’Oza, le sodium et le potassium autour de WASP-49b, dans les quantités et à l’altitude étrange détectées, auraient pu être éjectés plausiblement par un volcan de la lune. Mais il est également plausible que d’autres processus ou phénomènes en soient responsables, comme un anneau de gaz ionisé, par exemple.

Une fois de plus, davantage d’observation aiderait à trouver des réponses, en analysant plus en détail le spectre de la planète. Les raies spectrales de sodium et de potassium sont toutes deux très fortes. En y regardant de plus près, les chercheurs espèrent trouver les signaux plus faibles d’autres volatiles volcaniques dans l’atmosphère de la planète, comme le soufre et l’oxygène.

De plus, c’est une autre excellente raison de sonder les atmosphères des exoplanètes, une tâche à laquelle, on l’espère, la prochaine génération de télescopes excellera.

Selon M. Oza :

Alors que la vague actuelle de recherche s’oriente vers l’habitabilité et les bio-signatures, notre signature est une signature de destruction. Ce qui est excitant, c’est qu’on peut surveiller ces processus destructeurs en temps réel, comme les feux d’artifice.

La recherche a été acceptée dans The Astrophysical Journal, et est disponible sur arXiv : Sodium and Potassium Signatures of Volcanic Satellites Orbiting Close-in Gas Giant Exoplanets et présentée sur le site de l”université de Bern : Hints of a volcanically active exomoon.