Les mondes étranges maintenant possibles 1 – Les planètes océans

La science-fiction a depuis longtemps théorisé sur l’existence de planètes-océans. Star Wars, Moebius pour ne nommer que ceux là ont créé des mondes qui à l’époque étaient pure imagination. C’est maintenant quelque chose de beaucoup plus concret même si techniquement c’est loin d’être certain à 100%. Plusieurs candidates sont répertoriés et sont encore plus étranges que tout ce que les écrivains et les cinéastes ont pu créer jusqu’ici.  Je ferais dans cet article un résumé des principales découvertes et théories se rattachant à ce type d’exoplanète.

Une bande dessinée qui parlait d'une planète océan et de sa géologie particulière.
Une bande dessinée qui parlait d’une planète océan et de sa géologie particulière.
Caladan, pas besoin de présentations.
Caladan, pas besoin de présentations.
Kamino, La planète océan des cloneurs de la République dans Star Wars.
Kamino, La planète océan des cloneurs de la République dans Star Wars.
Aquablue, une série de bande dessinée parlant d'une planète océan et de ses mystères.
Aquablue, une série de bande dessinée parlant d’une planète océan et de ses mystères.

La définition d’une planète océan est celle d’une planète recouverte d’eau. Il faut cependant élargir notre vision traditionnelle de ce type de planète à certaines planètes ou l’eau est en état d’eau supercritique (eau maintenue liquide mais beaucoup plus chaude que la température d’ébullition normale) voir les explications du diagramme sur ce site. Ce qui nous donne aussi de la glace chaude (au fond de certains océans hyperprofonds) et toute sorte d’autres états étranges possible de l’eau sur ces mondes. L’habitabilité de ces mondes est également très théorique, certains arguant que la présence de continents étant essentiel à l’habilité alors que d’autre non. Je ne me prononcerait pas sur cette question trop d’inconnues encore subsistent.

phase_glace_eau

planete_ocean
Vue en coupe théorique d’une planète océan de 6 masses terrestre.

Plusieurs corps dans notre système solaire (outre le fait qu »ils sont couverts de glace) mériteraient également le qualificatif de planètes-océans, de par l’importance de la quantité d’eau qu’il recèlent. Leur taille relativement réduite par rapport aux «vraies» planètes océans par contre m’oblige à les dénommer lunes-océans car la plupart sont largement plus massives et plus grandes que la Terre.

La même image comparant les quantités d'eau de la Terre, d'Europe et de Titan. Comparez bien les volumes d'eau en présence, Europe a plus d'eau que la Terre et Titan en possède plus que les deux autres réunies. La profondeur moyenne des océans de la Terre est 4 Km, Europe de 100 km, Titan de 200 km. Les profondeur sont déterminé par des mesures de gravimétrie et des calculs de densités. Un différentiel dans les rotations de ces lunes ont été le premier indice de la présences des ces océans cachés.
La même image comparant les quantités d’eau de la Terre, d’Europe et de Titan. Comparez bien les volumes d’eau en présence, Europe a plus d’eau que la Terre et Titan en possède plus que les deux autres réunies. La profondeur moyenne des océans de la Terre est 4 Km, Europe de 100 km, Titan de 200 km. Les profondeur sont déterminé par des mesures de gravimétrie et des calculs de densités. Un différentiel dans les rotations de ces lunes ont été le premier indice de la présences des ces océans cachés.
Modèles expliquant la convection de la glace sur Europe, avec les deux type d'océan possible sous la couche de glace.
Modèles expliquant la convection de la glace sur Europe, avec les deux types d’océan possible sous la couche de glace.
Compositions présumées des planètes naines, avec l'estimation de la quantité de glace en bleu.
Compositions présumées des planètes naines, avec l’estimation de la quantité de glace en bleu.
interior_moons_comparison_2010
Une comparaison des compositions internes de plusieurs lunes et planètes naines du système solaire. La quantité d’eau réellement présente est estimé et peut varier du simple au double. Il faut garder à l’esprit que l’eau est détecté indirectement par les mouvement qu’elle induit à la surface et les perturbation de la rotation qu’elle provoque. L’autre inconnue est la vigueur de l’activité géologique permettant à cette eau de rester liquide qui est seulement estimable dans plusieurs cas.

Pour l’instant ces mondes sont à la limite du théorique, car non détecté avec certitude, il faut une analyse spectroscopique de la lumière de ces objets pour pouvoir en déduire la composition Une des candidates 55 Cancri s’est avéré finalement être une planète diamant étrange plutôt qu’une planète océan. Mais certaines planètes semblent situé au bon endroit et avec le bon rapport de masse pour être de bonnes candidates. Elle est donc passée de ça :

L'aspect présumé de 55 Cancri avant la découverte de sa composition en diamant.
L’aspect présumé de 55 Cancri avant la découverte de sa composition en diamant.
La structure de 55 Cancri présumée actuellement a probablement un océan de magma à sa surface.
La structure de 55 Cancri présumée actuellement a probablement un océan de magma à sa surface.

On est donc bien loin des certitudes dans l’attribution du statut des exoplanètes. Les deux meilleures candidates sont présentement Kepler-22b et Gliese 1214b .

Keple-22b, une des planètes les plus sûre au duble titre de planète-océan et de planète habitable.
Keple-22b, une des planètes les plus sûre au double titre de planète-océan et de planète habitable.
Comparaison des planètes considérées les plus habitables.
Comparaison des planètes considérées les plus habitables.
Une autre charte avec le type d'environneemnt thermique des planète considérées les plus habitables.
Une autre charte avec le type d’environneemnt thermique des planète considérées les plus habitables.
Gliese 1214 b, un monde à la densité faible 2 grammes par centimètre cube vs la terre à 5,5) possède probablement un énorme océan, comparé à ceux de la terre.
Gliese 1214 b, un monde à la densité faible (2 grammes par centimètre cube vs la Terre à 5,5) possède probablement un énorme océan, comparé à celui de la terre.

Les planètes océan pourraient avoir également un autre type d’océan que celui composé d’eau, ce qui nous forcerait à changer leur nom par «planète liquide» car une couche liquide d’hydrocarbure comme sur Titan n’est pas vraiment ce qu’on visualise comme un océan pour nous terriens. Qui sait ce que les sondes et les astronomes vont trouver d’ici la prochaine semaine.

Dans le prochain article je parlerai de la course à la plus petite planète qui semble être la caractéristique des dernières découvertes d’exoplanètes, la dernière en date étant à peine plus grosse que notre Lune.

références :

http://en.wikipedia.org/wiki/Ocean_planet

http://www.universetoday.com/95065/searching-for-exoplanet-oceans-more-challenging-than-first-thought/

http://www.centauri-dreams.org/?p=23650

http://www.centauri-dreams.org/?p=10752

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/la-superterre-gliese-1214-b-est-bien-un-monde-deau_36927/

http://themeridianijournal.com/2012/03/hot-steamy-waterworld-exoplanet-observed-by-hubble/

http://nextbigfuture.com/2011/03/universe-today-looks-at-oceans-on.html

http://exoplanetsdigest.com/2012/08/15/ocean-planets-land-to-ocean-ratio-and-a-self-arrest-mechanism-in-waterworld/

http://www.astrobio.net/exclusive/3907/titan-like-exoplanets

http://www.cosmosmagazine.com/features/weird-worlds/

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