2024-05-03 23:16:59
En 2023, des astronomes ont signalé une détection provisoire de sulfure de diméthyle – qui est principalement produit par des microbes marins sur Terre et considéré comme un gaz de biosignature – dans l’atmosphère de l’exoplanète super-Terre K2-18b. Dans un papier publié dans le Lettres de journaux astrophysiquesUniversité de Californie, l’astronome de Riverside Shang-Min Tsai et ses collègues contestent cette découverte, mais expliquent également comment le télescope spatial James Webb NASA/ESA/CSA pourrait vérifier la présence de sulfure de diméthyle.
Rendu de la vue probable sur un monde hycéen. Crédit image : Shang-Min Tsai / UCR.
K2-18 est une naine rouge située à environ 111 années-lumière dans la constellation du Lion.
Également connue sous le nom d’EPIC 201912552, l’étoile héberge deux exoplanètes massives : K2-18b et K2-18c.
Découvert pour la première fois en 2015, K2-18b a un rayon de 2,2 fois celui de la Terre et est environ 8 fois plus massif.
La planète orbite autour de son étoile tous les 33 jours à une distance d’environ 0,15 UA et possède un indice de similarité terrestre de 0,73.
Il reçoit 1,28 fois l’intensité lumineuse de la Terre et sa température d’équilibre est de 28 degrés Fahrenheit (moins 2 degrés Celsius).
K2-18c, découvert en 2017, a une masse environ 7,5 fois celle de la Terre, tourne autour de l’étoile hôte tous les 9 jours et est probablement trop chaud pour se trouver dans la zone habitable.
En 2023, les astronomes signalé une tentative de détection de sulfure de diméthyle (DMS) dans l’atmosphère de K2-18b.
“K2-18b reçoit presque la même quantité de rayonnement solaire que la Terre”, a déclaré le Dr Tsai.
“Et si l’on exclut l’atmosphère, K2-18b a une température proche de celle de la Terre, ce qui constitue également une situation idéale pour trouver la vie.”
“L’atmosphère du K2-18b est principalement composée d’hydrogène, contrairement à notre atmosphère à base d’azote.”
«Mais il y avait des spéculations selon lesquelles K2-18b aurait des océans d’eau, comme la Terre. Cela fait de K2-18b un monde potentiellement hycéen, ce qui signifie une combinaison d’une atmosphère d’hydrogène et d’océans d’eau.
“Ce qui était la cerise sur le gâteau, en termes de recherche de vie, c’est que l’année dernière, des chercheurs ont signalé une tentative de détection de DMS dans l’atmosphère de cette planète, qui est produit par le phytoplancton océanique de la Terre.”
« Le DMS est la principale source de soufre en suspension dans l’air de notre planète et pourrait jouer un rôle dans la formation des nuages. »
Les données du télescope n’étant pas concluantes, le Dr Tsai et ses co-auteurs ont voulu comprendre si suffisamment de DMS pouvait s’accumuler jusqu’à des niveaux détectables sur K2-18b.
“Le signal DMS de Webb n’était pas très fort et n’apparaissait que de certaines manières lors de l’analyse des données”, a déclaré le Dr Tsai.
“Nous voulions savoir si nous pouvions être sûrs de ce qui semblait être un indice concernant DMS.”
Cette vue d’artiste montre les planètes K2-18b et c et leur étoile hôte. Crédit image : NASA / ESA / Hubble / M. Kornmesser.
Sur la base de modèles informatiques prenant en compte la physique et la chimie du DMS, ainsi que l’atmosphère à base d’hydrogène, les chercheurs ont constaté qu’il est peu probable que les données montrent la présence de DMS.
“Le signal chevauche fortement celui du méthane, et nous pensons que la détection du DMS du méthane dépasse les capacités de cet instrument”, a déclaré le Dr Tsai.
Cependant, les scientifiques pensent qu’il est possible que le DMS s’accumule jusqu’à des niveaux détectables.
Pour que cela se produise, le plancton ou toute autre forme de vie devrait produire 20 fois plus de DMS que ce qui est présent sur Terre.
Détecter la vie sur les exoplanètes est une tâche ardue, compte tenu de leur distance par rapport à la Terre.
Pour trouver le DMS, Webb devrait utiliser un instrument mieux capable de détecter les longueurs d’onde infrarouges dans l’atmosphère que celui utilisé l’année dernière.
Heureusement, le télescope utilisera un tel instrument plus tard cette année, révélant définitivement si le DMS existe sur K2-18b.
“Les meilleures biosignatures sur une exoplanète peuvent différer considérablement de celles que nous trouvons les plus abondantes sur Terre aujourd’hui”, a déclaré le Dr Eddie Schwieterman, astrobiologiste à l’Université de Californie à Riverside.
“Sur une planète avec une atmosphère riche en hydrogène, nous pourrions être plus susceptibles de trouver du DMS produit par la vie plutôt que de l’oxygène produit par les plantes et les bactéries, comme sur Terre.”
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Shang Min Tsai et autres. 2024. Gaz de soufre biogéniques comme biosignatures sur les mondes aquatiques tempérés sous-Neptune. ApJL 966, L24 ; deux : 10.3847/2041-8213/ad3801
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