Première preuve d’activité tectonique sur une exoplanète

L’illustration de cet artiste représente la dynamique intérieure possible de l’exoplanète super-terrestre LHS 3844b. Les propriétés intérieures de la planète et la forte irradiation stellaire pourraient conduire à un régime tectonique hémisphérique. Universität Bern / Université de Berne, illustration: Thibaut Roger

À notre connaissance, la Terre a une qualité unique parmi les planètes du système solaire: c’est la seule planète à tectonique des plaques, où la croûte est constituée de plaques qui flottent sur le manteau. On pense que cette activité tectonique peut même être liée au développement de la vie.

L’activité tectonique mondiale n’a jamais été observée sur une planète en dehors de notre système solaire, mais maintenant une nouvelle étude suggère que l’exoplanète LHS 3844b a des flux intérieurs, transportant des matériaux d’un côté de la planète à l’autre.

Une des raisons pour lesquelles l’activité tectonique n’a pas été observée est qu’elle est difficile à repérer de si loin. «L’observation des signes d’activité tectonique est très difficile, car ils sont généralement cachés sous une atmosphère», explique l’auteur principal de l’étude, Tobias Meier du Centre pour l’espace et l’habitabilité (CSH) de l’Université de Berne, dans un communiqué.

Cependant, cette planète particulière n’a probablement pas d’atmosphère et possède un tas d’autres qualités inhabituelles. Il orbite près de son étoile et est verrouillé par marée, ce qui signifie que le même côté fait toujours face à l’étoile et reste à la lumière du jour. Cela signifie que la surface y devient extrêmement chaude, atteignant près de 1500 ° F le côté jour tandis que le côté nuit est aussi froid que -400 ° F.

Cette énorme différence de températures a donné aux chercheurs l’idée que l’intérieur de la planète pourrait être affecté. Ils ont donc créé des simulations informatiques pour voir comment cette différence de chaleur entre les deux côtés affecterait l’intérieur de la planète.

«La plupart des simulations ont montré qu’il n’y avait qu’un flux ascendant d’un côté de la planète et un flux descendant de l’autre. Le matériau coulait donc d’un hémisphère à l’autre », a déclaré Meier. Mais les chercheurs ont remarqué quelque chose d’étrange: la direction du flux n’était pas toujours la même.

Vous vous attendez à ce que la matière du côté le plus chaud coule vers le haut et la matière plus froide du côté de la nuit à couler. Mais parfois, la matière s’écoulait dans la direction opposée. «Ce résultat initialement contre-intuitif est dû au changement de viscosité avec la température: le matériau froid est plus rigide et ne veut donc pas se plier, se casser ou se subducter à l’intérieur. Le matériau chaud, cependant, est moins visqueux – donc même la roche solide devient plus mobile lorsqu’elle est chauffée – et peut facilement s’écouler vers l’intérieur de la planète », a expliqué le co-auteur Dan Bower de l’Université de Berne et le NCCR PlanetS.

C’est différent du type d’activité observé à l’intérieur de la Terre, mais c’est une autre façon pour une planète d’échanger des matériaux entre l’intérieur et la surface.

Et cela aurait aussi des effets étranges sur la planète: les chercheurs s’attendent à ce qu’un côté de la planète soit couvert de volcans, tandis que l’autre en aurait presque aucun. Pour tenter de confirmer si leurs simulations sont correctes, les chercheurs souhaitent désormais effectuer davantage d’observations telles que la recherche d’émissions de ces volcans.

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