Une exoplanète voisine pourrait conserver des conditions permettant à l'eau de rester à l'état liquide malgré de fortes variations d'énergie reçue au cours de son année.
Gl 514 b se trouve à environ 25 années-lumière de la Terre, autour d'une étoile naine de type M0.5. Sa distance à son étoile la place partiellement dans la zone dite habitable. Dans cette région, l'eau peut théoriquement rester liquide à la surface d'une planète, si son atmosphère et ses autres propriétés s'y prêtent.
Alors que la Terre et les autres planètes de notre système solaire orbitent autour du Soleil sur des orbites quasi circulaires, des planètes d'autres systèmes peuvent avoir des orbites plus cométaires, où la distance entre la planète et son étoile varie. Ces orbites, dites excentriques, amènent la planète à entrer et sortir de la zone habitable.
La zone habitable, représentée en vert ici, est définie comme la région autour d'une étoile où l'eau liquide, élément essentiel à la vie telle que nous la connaissons, pourrait potentiellement être présente.
La Terre en comparaison demeure toujours dans sa zone habitable.
Image NASA
Pourquoi partiellement en zone habitable ? Car Gl 514 b suit une orbite très allongée : son excentricité est estimée autour de 0,45, avec une incertitude encore importante. Autrement dit, sa distance à l'étoile varie fortement pendant une révolution. La quantité d'énergie reçue change donc elle aussi, ce qui pourrait provoquer de grandes variations saisonnières.
Les chercheurs ont simulé de nombreux climats possibles plutôt que de retenir un seul scénario. Leur modèle tient compte notamment de l'orbite, de l'inclinaison de l'axe de rotation et de la quantité de dioxyde de carbone atmosphérique. La proportion de terres émergées et leur répartition ont également été modifiées entre les simulations.
Deux états apparaissent le plus souvent. Dans certains scénarios, la planète devient presque entièrement couverte de glace. Dans d'autres, sa surface reste largement dépourvue de glace. Seulement 1,27 % des simulations produisent une situation intermédiaire, avec des calottes polaires.
Le dioxyde de carbone joue alors un rôle déterminant, car ce gaz retient une partie de la chaleur. Les simulations indiquent qu'une pression partielle de CO₂ comprise entre 7,25 et 9,5 bars permettrait des températures compatibles avec de l'eau liquide en surface. Cette pression représente plusieurs fois la pression atmosphérique totale mesurée au niveau de la mer sur Terre.
Les chercheurs explorent des conditions possibles à partir des données disponibles. L'étude ne détecte donc ni océan, ni atmosphère riche en CO₂. Elle détermine plutôt quelles propriétés seraient nécessaires pour rendre certaines régions de la surface habitables.
La glace présente aussi un intérêt pour les futures observations. Une surface claire ne renvoie pas la lumière de la même manière qu'une surface sombre. La quantité et la position des zones gelées pourraient donc modifier le signal lumineux mesuré lorsque des télescopes tenteront d'observer directement cette planète.
Gl 514 b est assez proche pour intéresser les futurs instruments capables de séparer la faible lumière d'une planète de celle de son étoile. Les simulations fournissent désormais plusieurs climats de référence à comparer avec ces observations. Elles pourront aider à déterminer si les futures données correspondent davantage à une planète gelée, tempérée ou presque sans glace.