L’observation du comportement des vents sur sept exoplanètes gazeuses chaudes a conduit les astronomes vers la preuve la plus solide à ce jour de l’existence de champs magnétiques au-delà du système solaire, similaires à ceux de la Terre et de plusieurs planètes de notre voisinage cosmique.
Cette découverte, basée sur des observations de télescopes situés au Chili et à Hawaï, améliore notre compréhension des exoplanètes en montrant qu'au moins certaines d'entre elles partagent une caractéristique importante commune à toutes les planètes du système solaire sauf deux.
Un champ magnétique est un champ de force invisible généré par le mouvement de matières conductrices d’électricité au plus profond d’une planète — un noyau de métal en fusion — combiné à la rotation de la planète.
Bien qu’aucune des exoplanètes gazeuses étudiées ne soit susceptible d’abriter la vie, un champ magnétique pourrait constituer un facteur contribuant à rendre une planète rocheuse, comme la Terre, habitable.
Ces exoplanètes orbitent très près de leur étoile hôte, avec une face constamment tournée vers elle et l’autre en permanence dans l’ombre, comme la Lune vis-à-vis de la Terre.
Ce type de planète est appelé "Jupiter chaud" en raison de sa taille et de sa composition comparables à celles de la plus grande planète de notre système solaire, mais avec des températures beaucoup plus élevées. La masse des sept planètes varie d’une valeur à peu près équivalente à celle de Jupiter à plus de trois fois celle-ci.
De forts vents soufflent de la face diurne chaude vers la face nocturne froide de ces planètes. Leur proximité orbitale avec leur étoile hôte entraîne des températures atmosphériques torrides sur la face diurne. Toutes se trouvent plus près de leur étoile que Mercure ne l’est du Soleil.
"On s’attendrait à ce que les planètes aux températures les plus élevées aient des vents plus forts. Plus on injecte d’énergie dans le système, plus les vents deviennent violents. Mais nous observons le contraire", observe Julia Seidel, chercheuse au Laboratoire Lagrange de l’Observatoire de la Côte d’Azur à Nice (Alpes-Maritimes), auteure principale d'une étude à ce sujet publiée mardi dans la revue "Nature Astronomy".
LES MYSTÈRES DU MAGNÉTISME
"Ce sont les planètes les plus chaudes qui ont les vents les moins forts pour mélanger l'atmosphère. Et c'est vraiment étrange au regard de ce que nous savons du comportement des atmosphères", dit-elle. "Cela signifie que toute cette énergie que l'étoile injecte dans l'atmosphère de la planète doit être dissipée d'une autre manière. Et la seule possibilité de freiner l'atmosphère à ce point et aussi rapidement passe par le champ magnétique et son interaction avec les particules chargées en mouvement dans l'atmosphère."
La vitesse des vents sur les sept exoplanètes atteint jusqu’à 25.000 km/h, plus que sur Jupiter.
La plupart des planètes du système solaire ayant un champ magnétique, les chercheurs estiment qu’il n’est pas surprenant que les exoplanètes en possèdent aussi. Mais jusqu’ici, il était difficile d’en apporter des preuves convaincantes.
"Nous n’observons pas une seule exoplanète, mais une population, et une tendance émerge", souligne Julia Seidel.
Le champ magnétique de Jupiter est le plus vaste et le plus puissant de notre système solaire. Les sept exoplanètes généraient des champs magnétiques plus faibles que celui de Jupiter, mais comparables à ceux des planètes du système solaire en général.
Mercure, Saturne, Uranus et Neptune, comme la Terre et Jupiter, possèdent un champ magnétique global. Vénus et Mars en sont dépourvues, tandis que Ganymède, une grande lune de Jupiter, génère son propre champ magnétique. La Lune terrestre a également possédé un champ magnétique il y a très longtemps.
Le champ magnétique aide une planète à conserver son atmosphère sur le long terme. Par exemple, Mars en avait un, mais l’a perdu il y a des milliards d’années après le refroidissement de son intérieur, et n’a plus aujourd’hui qu’une atmosphère très fine et un environnement inhospitalier.
"Bien qu’il soit courant de penser à tort que les champs magnétiques déterminent directement l’habitabilité d’une planète, ils peuvent jouer un rôle important dans son évolution au fil du temps", relève l'astronome et co-auteure de l'étude Bibiana Prinoth, de l'Observatoire européen austral en Allemagne. "La vie telle que nous la connaissons dépend de la présence d'une atmosphère. Une atmosphère permet de maintenir la pression à la surface, de réguler la température et, sur Terre, permet à l'eau liquide d'exister en surface."
(Reportage Will Dunham, version française Elena Smirnova, édité par Sophie Louet)
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