Une nouvelle simulation des conditions atmosphériques d’un monde extraterrestre hypothétique pourrait contribuer à éclairer les travaux du télescope spatial James Webb et révéler des indices sur la capacité des exoplanètes à héberger la vie.
Le climat de tout monde rocheux potentiellement semblable à la Terre qui montre toujours le même visage que son étoile dépend fortement de la quantité et de l’emplacement de la terre et de l’eau à la surface de la planète, selon une nouvelle étude. Bien que les télescopes actuels manquent de résolution pour voir la surface une exoplanèteles découvertes pourraient aider les astronomes à faire des déductions sur les surfaces des planètes par des études spectroscopiques de leurs atmosphères.
“Notre travail montre que la répartition des terres sur une planète semblable à la Terre a un impact significatif sur son climat et devrait aider les astronomes qui observent les planètes avec des instruments tels que le télescope spatial James Webb à mieux interpréter ce qu’ils voient”, a déclaré Evelyn Macdonald. , un étudiant diplômé du département de physique de l’Université de Toronto, a déclaré dans un communiqué (s’ouvre dans un nouvel onglet).
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Macdonald a dirigé la nouvelle étude, qui a utilisé une simulation climatique appelée ExoPlaSim pour modéliser comment la quantité et la distribution des terres et des mers affectent le climat des mondes dits bloqués au nord-ouest.
Un monde verrouillé par la marée tourne de manière synchrone, ce qui signifie qu’il faut le même temps pour tourner sur son axe que pour orbiter une étoile. En tant que telle, la planète tourne à une vitesse qui signifie qu’elle garde toujours la même face pointant vers son étoile. C’est le même phénomène qui prévaut mois montre le même visage Terre.
Les planètes rocheuses orbitent nain rouge les étoiles sont particulièrement sensibles au verrouillage des marées car les systèmes de naines rouges ont tendance à rétrécir et les planètes sont souvent très proches d’eux. étoiles.
Malgré leur proximité avec leur étoile, ces mondes peuvent se trouver dans la zone habitable – la bonne distance où l’eau liquide peut exister à sa surface – car les naines rouges sont froides, avec des températures de surface d’environ 6 300 degrés Fahrenheit (3 500 degrés Celsius), soit 3 600 F (2 000 C) plus frais, comme le soleil.
Ces planètes tournent autour de leur étoile tous les quelques jours, de sorte qu’elles peuvent se verrouiller gravitationnellement sur leur étoile. Cependant, ce soi-disant verrouillage des marées ne signifie pas que l’hémisphère proche de la planète est constamment éclairé par la lumière du jour et que l’hémisphère éloigné est constamment nocturne.
Par conséquent, l’habitabilité d’une telle planète dépend également de sa capacité à redistribuer la chaleur du jour vers la nuit afin que les conditions ne deviennent ni trop chaudes ni trop froides.
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Avec d’autres astronomes de l’Université de Toronto, Macdonald a modélisé un tel monde hypothétique en deux configurations : une ronde avec un continent au sous-point (directement sous l’étoile) au bord du soleil entouré d’un océan, et une autre avec une ronde océan au fond. un point entouré de terres. La taille de la terre et de l’océan a ensuite été modifiée dans chaque configuration pour voir comment cela affectait le climat de la planète.
Les modèles ont montré que la température globale moyenne dans un monde bloqué par les marées dépend davantage de la taille de la terre que de l’emplacement de la terre. Dans la simulation, des planètes avec des fractions de surface diurnes similaires, qu’elles soient situées dans un continent sous-stellaire central ou autour d’un océan sous-stellaire, ont vu des températures de surface moyennes allant jusqu’à 20°C.
De plus, plus la surface est grande, plus les journées sont chaudes et plus l’atmosphère de la planète est sèche. En effet, avoir plus de masse terrestre signifie que moins d’eau de surface s’évapore dans l’atmosphère, ce qui entraîne également moins de précipitations. “Donc, la terre a un climat désertique”, a déclaré Macdonald à Space.com.
En général, cependant, Macdonald a découvert que “les planètes avec les températures de surface moyennes mondiales les plus élevées et la vapeur d’eau la plus atmosphérique ont des océans au centre de leurs journées et atterrissent sur des parties froides de la planète”.
L’augmentation de la vapeur d’eau atmosphérique provoque plus de nuages, et comme la vapeur d’eau est un gaz à effet de serre, elle donne à l’atmosphère une plus grande capacité à absorber et à transporter la chaleur vers le côté nocturne de la planète. Étant donné que l’un des objectifs scientifiques du télescope spatial James Webb est d’analyser les atmosphères des exoplanètes terrestres à proximité pour déterminer si l’une d’entre elles pourrait potentiellement être habitable, cette nouvelle étude aidera à caractériser plus précisément à quoi ressemblent ces planètes et nous dire si elles sont probablement des mondes désertiques ou terrestres plus secs et des planètes marines.
L’étude sera publiée dans le numéro de juin 2022 de la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (s’ouvre dans un nouvel onglet).
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