Une nouvelle planète possiblement riche en calcaire?

Un groupe de chercheurs, utilisant le télescope de 10 mètres de l’Observatoire W.M. Keck (Hawaii), ont découvert un corps planétaire possiblement recouvert de calcaire et dont les couches superficielles sont érodées par son étoile désormais morte.

En effet, en plus d’appliquer une méthode relativement nouvelle permettant de déterminer la composition chimique des planètes afin d’examiner leur structure interne, l’équipe a constaté que le matériel rocheux accrété par l’étoile morte pourrait être composé de minéraux qui sont généralement associés à des processus de la vie marine sur Terre. L’équipe – composée de Carl Melis de l’Université de Californie à San Diego, et Patrick Dufour de l’iREx et du Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ) de l’Université de Montréal – a annoncé ses conclusions à l’occasion de la 228e rencontre de l’American Astronomical Society tenue à San Diego.

En utilisant les données des observations de la naine blanche – répondant au doux nom de SDSS J1043+0855 – qui était reconnue, depuis plus d’une décennie, pour engloutir des roches orbitant autour d’elle, les 2 chercheurs ont utilisé l’instrument HIRES du télescope de 10 m Keck I ainsi que des données du télescope spatial Hubble pour mesurer et caractériser le matériel en accrétion par l’étoile. Leur découverte fut surprenante : la naine blanche observée était en plein accrétion des couches externes d’une des exoplanètes rocheuses appartenant à son cortège d’exoplanètes constituant son système exoplanétaire.

« Les observations spectroscopiques de la lumière d’une naine blanche nous permettent de mesurer les abondances (donc le pourcentage) de roches qui est entrain d’être englouti et filtré par l’atmosphère de la naine blanche en temps réel ! » précise les chercheurs Melis et Dufour. « Nous pouvons littéralement voir la nature de la roche qui compose l’exoplanète et comment cette matière est accrétée et recyclée quotidiennement ».

Il s’agit sûrement du meilleur outil à la disposition des astronomes pour déterminer la composition chimique des exoplanètes selon Luca Rizzi, astronome à l’Observatoire Keck. “La détermination de la composition chimique ou de la structure de planètes à l’extérieur du Système Solaire a, jusqu’à présent, été assez ambiguë ! » C’est une des discussions les plus animée en ce moment », précisent Melis et Dufour. « La grande majorité des méthodes d’identification des exoplanètes ne peuvent vous fournir ni la composition, ni leur structure. »

Tandis que la découverte fournira un nouvel angle aux  astronomes pour étudier la composition chimique et la structure de planètes rocheuses, la possibilité que la vie puisse avoir contribué à la minéralogie a aussi certainement intrigué l’équipe!

La découverte des chercheurs montre que SDSS J1043+0855 est en pleine accrétion d’un corps qui possède de grandes quantités de carbone. Cette spécificité, combinée aux signatures de la présence du calcium et de l’oxygène, semble indiquer la possibilité de matière sous la forme de carbonate de calcium, un minéral qui est souvent associé aux organismes marins ici sur Terre, voir figure ci dessus.

Le carbonate de calcium est un mineral séduisant pour expliquer la composition en carbone des objets comme les planètes, car les mécanismes d’incorporation de carbone dans les planètes restent peu efficaces. Les planètes rocheuses, comme la Terre dans notre Système Solaire, sont décrites comme étant dans un « desert de carbone », possédant très très peu de carbone. La surface de la planète rocheuse accrétée par SDSS J1043+0855 pourrait avoir jusqu’à 7 fois plus de carbone que sur notre planète Terre.

« Cette méthode nous permet vraiment de savoir sur quel plancher les aliens devaient se tenir! », ironise Melis. « En particulier, la présence de si hauts niveaux de carbone est unique et nécessite d’être expliquée. Choisir le carbonate de calcium comme potentiel transporteur du carbone fourni une explication naturelle de la présence de carbone sur la planète et de sa présence dans la naine blanche tout en étant en accord avec les observations, mais cela reste très suggestif ! Quand les gens pensent à la découverte de la vie extraterrestre, ils pensent aux dramatisations d’Hollywood. Mais la première preuve de vie à l’extérieur de notre Système Solaire viendra probablement dans une forme beaucoup plus subtile. »

Des processus non biologiques peuvent aussi être à l’origine de la création de carbonate de calcium. « Il y a beaucoup de chemin a faire avant de déterminer avec certitude que la vie a été impliquée dans le processus de formation du carbonate de calcium que nous retrouvons en grande quantité dans l’atmosphère de SDSS J1043+0855 », précise Dufour.

« Les observations futures avec le JWST pourront confirmer si le carbonate de calcium est bien présent. Si nous pouvons arriver à ce point, alors y en aura-t-il assez là pour  être produit avec des processus naturels? » conclue Melis.