S’il existe un produit chimique qui suscite l’enthousiasme dans la recherche de biosignatures sur d’autres mondes, c’est bien le méthane. Ce n’est pas un problème car il contient à la fois des sources biotiques et abiotiques.
Mais le trouver dans l’atmosphère d’une exoplanète signifie que la planète mérite d’être examinée de plus près.
Le méthane suscite l’intérêt scientifique principalement en raison de sa courte durée de vie dans l’atmosphère planétaire. Le méthane ne peut pas résister longtemps à la lumière des étoiles, du moins pas dans les atmosphères terrestres. Ils succombent à la photodissociation et ont besoin d’être constamment reconstitués pour maintenir leur existence dans l’atmosphère.
Si la planète rocheuse contient beaucoup de méthane, la source doit être massive, ce qui rend probable une source biogénique. Sur Terre, l’activité biologique produit une énorme quantité de méthane.
Métaboliquement, le méthane n’est pas difficile à synthétiser.
Le méthane est courant dans notre système solaire, même s’il n’est pas nécessairement abondant. D’après les scientifiques, tout cela n’est pas vital. Des processus tels que la serpentinisation pourraient expliquer cela.
serpentin Il s’agit d’un processus naturel abiotique qui implique de l’eau, du dioxyde de carbone et des minéraux. Olivier. L’olivine est courante sur Terre et constitue un composant principal du manteau supérieur de notre planète. Nous les avons également trouvés sur la Lune, sur Mars et sur certains astéroïdes.
Le télescope spatial James Webb a récemment détecté du méthane dans l’atmosphère de la planète WASP-80b, une géante gazeuse dont la masse est environ la moitié de celle de Jupiter. WASP-80b orbite autour d’une étoile de la séquence principale de type K vieille d’environ 1,5 milliard d’années. La planète WASP 80 se trouve à environ 162 années-lumière et WASP-80b est la seule planète découverte jusqu’à présent autour de l’étoile.
WASP-80b étant une géante gazeuse, la vie est peu probable, sauf dans certains scénarios extrêmes de science-fiction. Mais le méandre de l’olivine, la source abiotique de méthane la plus connue, est également peu probable puisque WASP-80b n’est pas une planète rocheuse. Mais le trouver reste intéressant.
Cela est dû en partie au fait que nous pouvons désormais comparer l’exoplanète aux atmosphères contenant du méthane d’Uranus et de Neptune dans notre système solaire. Cela pourrait nous aider à mieux comprendre les futures découvertes de méthane.
Un nouvel article de recherche publié dans la revue Nature présente la découverte. C’est intitulé « Le méthane est présent dans l’atmosphère de l’exoplanète chaude WASP-80b.« L’auteur principal est Taylor Bell, chercheur postdoctoral au Bay Area Environmental Research Institute.
WASP-80b est un Jupiter chaud. Il a une température d’environ 550 °C (1 025 °F ; 825 K), il se situe donc entre des Jupiters chauds tels que HD 209458b (Découverte de la première exoplanète en transit) et des Jupiters froids, comme la plus grande planète de notre système solaire. La température de Jupiter est d’environ 112 °C (235 °F ; 125 K).
La température est un point important. Il y a une pénurie de détections de méthane dans les atmosphères exoplanétaires, donc à ce stade du jeu, chaque découverte joue un rôle important dans l’avancement de la théorie atmosphérique et l’orientation des recherches de suivi.
La température de WASP-80b le place dans « un régime de transition intéressant où les modèles chimiques d’équilibre prédisent qu’il devrait y avoir des propriétés détectables de CH4 et de CO/CO2 dans les spectres de transmission et d’émission de la planète… », expliquent les auteurs de l’article.
WASP-80b est très proche de son étoile naine rouge et ne met que trois jours en orbite. Parce que la planète est si loin et si proche de son étoile, même le puissant télescope spatial James Webb ne peut pas la voir. Au lieu de cela, les astronomes ont utilisé le télescope spatial James Webb pour étudier la lumière combinée de l’étoile et de la planète lors des transits et des éclipses.
Il n’y a pas eu beaucoup de détections de méthane dans les atmosphères exoplanétaires par des télescopes comme Hubble et Spitzer, qui peuvent observer dans l’infrarouge, mais pas aussi bien que le télescope spatial James Webb. Le manque de découvertes a conduit les scientifiques à développer des explications théoriques sur la façon dont le méthane est appauvri dans l’atmosphère. Une métallurgie élevée, un flux de chaleur interne élevé et d’autres causes ont été explorées comme mécanismes d’épuisement du méthane.
Depuis que le télescope spatial James Webb a détecté du méthane, cela soulève une question importante.
« Cependant, cette détection définitive de méthane dans toute l’atmosphère du spectromètre basse résolution du télescope spatial James Webb de WASP-80b soulève la question de savoir comment le manque de détections précédentes a été influencé par la couverture de longueur d’onde clairsemée et la résolution qui peuvent être obtenues en utilisant le HST. et Spitzer », ont déclaré les auteurs. Il écrit.
Ainsi, si les astronomes continuent de détecter du méthane dans davantage d’atmosphères d’exoplanètes, nous devrons peut-être changer notre vision du méthane en tant que biosignature.
« Au fur et à mesure que nous trouvons du méthane et d’autres gaz dans les exoplanètes, nous continuerons à élargir nos connaissances sur la façon dont la chimie et la physique fonctionnent dans des conditions différentes de celles de la Terre et, peut-être bientôt, de celles d’autres planètes qui rappellent celles que nous avons ici chez nous », a déclaré le rapport. les auteurs ont écrit dans un article. Article de blog de la NASA.
Les chercheurs expliquent que la découverte d’exoplanètes contenant du méthane dans leur atmosphère nous aide également à comprendre notre système solaire.
« La NASA a l’habitude d’envoyer des vaisseaux spatiaux vers les géantes gazeuses de notre système solaire pour mesurer la quantité de méthane et d’autres molécules dans leur atmosphère », ont écrit les auteurs.
« Maintenant, en mesurant le même gaz dans une exoplanète, nous pouvons commencer à faire une comparaison « pommes avec pommes » et voir si les prédictions du système solaire correspondent à ce que nous voyons à l’extérieur. »
Les chercheurs affirment également que mesurer le méthane avec l’eau aide à déterminer comment et où la planète s’est formée.
« Par exemple, en mesurant la quantité de méthane et d’eau sur la planète, nous pouvons déduire le rapport entre les atomes de carbone et les atomes d’oxygène », ont-ils écrit.
« Ce rapport devrait changer en fonction de l’endroit et du moment où les planètes se forment dans leur système. » Les astronomes peuvent utiliser ces données pour déterminer si la planète s’est formée près de son étoile ou si elle s’est formée au loin, puis a migré vers l’intérieur.
Le télescope spatial James Webb n’était probablement pas complété par WASP-80b. Ces données proviennent de l’instrument NIRCam du télescope spatial. Les futures observations MIRI et NIRCam exploreront la planète à différentes longueurs d’onde, ce qui devrait détecter d’autres molécules de carbone telles que le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone.
« Nos résultats nous portent à croire que nous serons capables de surveiller d’autres molécules riches en carbone, telles que le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone, ce qui nous permettra de dresser un tableau plus complet des conditions de l’atmosphère de cette planète », expliquent les chercheurs.
Si le méthane attire l’attention de tous en raison de son lien avec la biologie, cette recherche nous montre une autre facette du méthane. Cela peut nous aider à comprendre comment et où certaines planètes se sont formées et si elles ont migré.
La détection du méthane dans les exoplanètes nous aidera à mieux comprendre les atmosphères exoplanétaires. Ils peuvent même nous aider à comprendre notre système solaire, sur lequel nous nous posons encore de nombreuses questions.
Le télescope spatial James Webb est sur le point de jouer un rôle majeur dans l’amélioration de nos connaissances sur le méthane et l’atmosphère.
« Une chose est claire : un voyage d’exploration avec le télescope spatial James Webb est plein de surprises potentielles », déclarent les auteurs.
Cet article a été initialement publié par L’univers aujourd’hui. est en train de lire Article original.
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