Gliese 581 c - Définition et Explications

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Introduction

Gliese 581 c
Vue d'artiste de Gliese 581 c, d'après l'hypothèse de la planète océan.
Vue d'artiste de Gliese 581 c, d'après l'hypothèse de la planète océan.
Étoile
Nom Gliese 581 (Gliese 581 est une étoile naine rouge située dans la constellation de la Balance à...)
Ascension droite (En astronomie, l'ascension droite (a ou α) est un terme associé au système de coordonnées...) 15h 19m 26s
Déclinaison -07° 43′ 20″
Type spectral (En astronomie, les étoiles présentent quatre caractéristiques principales :...) M2.5V
Constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) Balance
Caractéristiques orbitales
Demi-grand axe (a) 0,073  ua
Excentricité (Cet article décrit l'excentricité en mathématiques et en psychologie.) (e) 0,16 ± 0,07
Période (P) 12,93  j
Inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un...) (i)  ?
Argument du périastre (ω)  ?
Époque (τ)  ?
Caractéristiques physiques
Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) >5  MT
Rayon  ?  RT
Masse volumique (La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par...)  ?
Température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) ~290  K
Découverte
Découvreurs Udry et. al
Méthode Méthode des vitesses radiales
Date 4 avril 2007

Gliese 581 c est une exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une...) en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) Gliese 581, située à 20,5 années-lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) qui a été découverte le 4 avril 2007 par une équipe d'astronomes français, portugais et suisses. D'une masse 5 fois supérieure à celle de la Terre, elle serait d'un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) une fois et demie plus grand. Elle gravite dans la zone habitable (En astronomie, une zone habitable (ZH) est une région de l'espace où les conditions sont...) de Gliese 581 et sa température moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) pourrait être comprise entre °C et 40 °C, ce qui autoriserait la présence d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) à l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...). À ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), c'est l'exoplanète connue qui ressemble le plus à notre Terre. Gliese 581 c fait partie d'un système de quatre planètes, dont la première (Gliese 581 b) était connue antérieurement. Gliese 581 c a été découverte, comme ses consœurs, avec le spectrographe ultra-stable HARPS, installé au télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) de 3,6 m de l'Observatoire de La Silla (ESO), au Chili.

Description

Caractéristiques physiques

Gliese 581 c est la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) extrasolaire découverte qui se rapproche le plus de la Terre du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) des conditions supposées de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...), de température et de taille. Les premières suppositions ont en effet montré que la température moyenne à la surface de cette planète serait comprise entre °C et 40 °C, ce qui a tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) de suite laissé penser à la présence potentielle d'eau à l'état liquide à sa surface et donc une possible présence de vie extraterrestre (La vie extraterrestre désigne toute forme de vie existant ailleurs que sur la planète...). Ceci lui permettrait de potentiellement supporter la vie (La vie est le nom donné :) d'organismes semblables aux extrêmophiles terrestres.

Néanmoins, il est bon de préciser certains faits quant à l'établissement de ces valeurs théoriques de température à sa surface. Cette température a en effet été établie à partir de l'albédo (L'albédo est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire...) théorique de la planète.

  • On a estimé que si l'albédo de Gliese 581 c était celui de Vénus (0,65 soit de 65 %), sa température moyenne de surface serait de l'ordre de 270 K (-3 °C).
  • En revanche, si on considère l'albédo de la Terre (0,37 soit de 37 %), on obtient une température théorique de Gliese 581c de 313 K (40 °C).

Ces suppositions, partent du postulat que la planète possède une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) pour conditionner cette température et éviter des écarts très importants entre la nuit et le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), comme c'est le cas sur la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...) par exemple.

Comme sur Terre, il est très probable qu'il y ait un effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie...) dans cette atmosphère, faisant croître sensiblement la température de surface (sur Terre, la température moyenne sans effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production...) passerait de +15 °C à -18 °C (288 K à 255 K)).
Tout dépend bien sûr de la composition chimique de son atmosphère, mais il semble plus vraisemblable que la température moyenne à la surface de cette planète soit comprise entre 40 °C et 100 °C (selon l'intensité de cet effet de serre). En revanche, cela pourrait relancer l'hypothèse d'une vie extraterrestre, non pas sur Gliese 581 c mais sur sa voisine un peu plus éloignée de son étoile, la planète Gliese 581 d. Sa température théorique (en fonction à nouveau de son albébo, calculée comme comprise entre celui de Vénus et de la Terre) serait comprise entre 145 K et 168 K (--128 °C et --105 °C). Si l'on rajoute à cela une atmosphère et un effet de serre assez intense, il ne serait pas impossible que cette planète possède des températures de surface voisines de celle de la Terre. Selon Michel Mayor (Michel Mayor (12 janvier 1942 dans le canton de Vaud, Suisse) est un astrophysicien...), membre de l'équipe qui a découvert la planète, Gliese 581 c n'est pas un Jupiter chaud (Les Jupiter chauds ou Pégasides sont une classe d'exoplanètes ayant une masse du même ordre de...), car elle est trop peu massive (Le mot massif peut être employé comme :) pour être constituée de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...). Il s'agit probablement d'une planète tellurique (Les planètes telluriques (du latin tellus, la terre, le sol), en opposition aux planètes...), peut-être entièrement recouverte d'eau, autrement dit une planète océan (Une planète océan est une variété hypothétique de planète...).
Il est tout aussi possible que ce soit une planète glacée formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) une banquise (La banquise est une étendue de mer gelée. Elle se forme durant l'hiver polaire, lorsque la...) immaculée, avec un albédo aux environ de 90 % ; comme la lune Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...).

Les mesures de vitesse (On distingue :) radiale qui ont permis la découverte des planètes de ce système, permettent également de mesurer leur masse minimum, étant donné que l'inclinaison du plan orbital par rapport à l'observateur reste inconnue à ce jour. L'article de la découverte indique que Gliese 581 c possèderait une masse d'au plus 5,03 fois celle de la Terre (en fait : 5,03×sin³(i), où i est l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...) d'inclinaison du plan orbital de cette planète par rapport à notre ligne de visée). En supposant qu'il s'agit d'une planète tellurique, Gliese 581 c possède un rayon au moins une fois et demie plus grand que celui de la Terre. La gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) à la surface d'une telle planète serait approximativement 2,2 fois celle sur Terre. En revanche, si Gliese 581 c est une planète gelée (une planète avec un manteau de glace), son rayon serait deux fois plus important que celui de la Terre et la gravité à la surface y serait environ 1,25 fois supérieure. L'âge du système planétaire (Un système planétaire (parfois appelé abusivement système stellaire) est...) de Gliese 581 a été estimé approximativement à 4,3 milliards d'années.

Caractéristiques orbitales

Les orbites du système planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire...) de Gliese 581 : sur le schéma, Gliese 581 c est la troisième planète à partir de l'étoile

Gliese 581 c possède une période orbitale (En astronomie, la période orbitale désigne la durée mise par un astre (étoile, planète,...) (« année ») de 13 jours terrestres et son rayon orbital ne représente que 7 % de celui de la Terre, c'est-à-dire qu'il mesure seulement 11 millions de km alors que la Terre est à 150 millions de km du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...).

Étant donné que son soleil est plus petit et plus froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) que le nôtre (et donc moins lumineux), cette distance place la planète dans la zone habitable de l'étoile Gliese 581. Une zone habitable est une région de l'espace où les conditions sont favorables à l'apparition ou au soutien de la vie, quoique pas nécessairement humaine.

Cette proximité signifie que cette étoile nous paraîtrait beaucoup plus importante dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) de cette planète que ne l'est le Soleil dans le ciel terrestre. Par rapport au Soleil, l'étoile apparaîtrait de largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit...) 3,75 fois plus grande et de superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent...) 14 fois supérieure, même si elle est plus petite. En effet, un rayon typique pour une étoile de type M0 de l'âge et de la métallicité de Gliese 581 est de 0.00128 ua, par rapport à 0.00465 ua pour le Soleil.

De plus, Gliese 581 c pourrait être en rotation synchrone (La rotation synchrone est un phénomène qui se produit lorsqu'un satellite naturel orbite à...) avec son étoile. C'est un modèle couramment accepté parce qu'une « synchronisation par effet de marée » (tidal locking en anglais) serait provoquée par sa proximité avec son étoile. Par conséquent, on considère généralement que la planète a une face où il fait toujours jour et l'autre, toujours nuit. Même si elle n'était pas synchrone, la planète subirait des forces de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux...) violentes, vu que son excentricité orbitale (L’excentricité orbitale définit la forme des orbites des objets célestes. La...) est entre 0,10 et 0,22. Puisque les forces de marée sont plus fortes pour les planètes rapprochées de leur étoile, on s'attend à ce que les planètes excentriques aient une période de rotation (La période de rotation désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour...) qui est plus courte que leur période orbitale, c'est-à-dire une pseudo-synchronisation. Un exemple connu est Mercure, qui est synchrone avec une résonance (La résonance est un phénomène selon lequel certains systèmes physiques...) de 3:2, c'est-à-dire qu'elle complète trois rotations toutes les deux révolutions.

Caractéristiques climatiques

Du fait de son orbite très proche de son astre, la planète subirait de la part de celui-ci une force de marée (La force de marée est une conséquence du gradient gravitationnel s'exerçant sur le diamètre...) 400 fois plus importante que celle que la Lune exerce sur la Terre.

Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) de Gliese 581 c. À cause de la rotation synchrone, un gigantesque cyclone (Un cyclone (du grec kyklos, cercle) est un terme météorologique qui désigne une...) s'est formé.
Distance à l'étoile Intensité du Flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) lumineux (W/m2)  % de la moyenne terrestre
Flux sur Terre à l'aphélie (L'aphélie est le point de l'orbite d'un objet (planète, comète, etc.) où il est le plus...) 1,321.544 96,74 %
Flux moyen sur Terre 1,366.079 100,00 %
Flux sur Terre au périhélie (Le périhélie est le point de l'orbite d'un corps céleste (planète, comète,...) 1,412.903 103,43 %
Flux sur Vénus à l'aphélie 2,585.411 188,72 %
Flux moyen sur Vénus 2,620.693 191,30 %
Flux sur Vénus au périhélie 2,656.70 193,93 %
Flux sur Gliese 581 c au périapside (Le périapse, périapside, péricentre ou apside inférieure est le point de l'orbite d'un objet...) 3,619.829 264,97 %
Flux moyen sur Gliese 581 c 4,870.841 356,56 %
Flux sur Gliese 581 c à l'apoapside (L'apoapse, apoapside, apside supérieure ou apocentre est le point de l'orbite d'un objet céleste...) 6,903.119 505,32 %

Gliese 581 c pourrait être en rotation synchrone avec son étoile. Pour un observateur situé près de l'étoile, la planète présenterait toujours la même face. Dans cette hypothèse, les différences de température entre la face continuellement éclairée et la face cachée seraient extrêmes. Malgré cela, une zone « charnière » entre la face éclairée et la face cachée pourrait bénéficier d'un climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...) plus modéré, propice à la vie. En outre, l'apparition de la vie pourrait être contrariée par la violence des éruptions solaires communes aux naines rouges, même si Gliese 581 semble « aussi calme que le Soleil », selon Xavier Delfosse, de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) Joseph-Fourier à Grenoble.

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