Dans l'univers fascinant des exoplanètes, les sub-Neptunes sont des objets d'étude captivants en raison de leurs diverses compositions internes. Les recherches récentes ont révélé qu'il existe plusieurs types de structures internes pour ces planètes, allant de celles presque dépourvues de glace à celles riches en eau. Ces compositions peuvent expliquer les masses et rayons observés. Cependant, une nouvelle théorie sur la formation des planètes riches en carbone, qui se développe en dehors de la "ligne de suie" des hydrocarbures organiques, a suscité un nouvel intérêt. En s'inspirant des observations de disques protoplanétaires riches en carbone autour de nains M, les chercheurs proposent une composition à base de carbone pour les sub-Neptunes, composée d'un noyau en fer-silicate, d'une couche de carbone et d'une atmosphère dominée par l'hydrogène et l'hélium.
Pour tester cette hypothèse, les scientifiques se sont concentrés sur trois sub-Neptunes - TOI-270 d, GJ 1214 b et K2-18 b - dont les observations spectrales de haute qualité permettent de déduire leurs compositions internes. Il apparaît que ces planètes peuvent avoir des intérieurs riches en carbone à condition que leurs atmosphères soient inférieures à 100 fois la métallurgie solaire. Ces compositions riches en carbone semblent être en harmonie avec les données collectées par le télescope spatial Hubble et le télescope spatial James Webb, ce qui renforce leur crédibilité. Les simulations des spectres de transmission pour TOI-270 d montrent des résultats prometteurs, et ces modèles réussissent même à passer des tests statistiques malgré les variations possibles des rapports carbone/oxygène, de brume et de nuages dans les atmosphères étudiées.
Néanmoins, tous les sub-Neptunes ne semblent pas compatibles avec cette théorie. Les modèles de GJ 1214 b se révèlent en désaccord avec les observations, ce qui indique que cette planète ne peut pas avoir une composition riche en carbone, surtout si son atmosphère est primitive et reflète directement la composition de l'intérieur. Cela soulève des questions sur la diversité des atmosphères des sub-Neptunes et sur les éléments nécessaires à leur formation. La recherche en astronomie continue d'évoluer, révélant des mystères sur comment ces planètes se forment et existent dans des environnements si variés, rendant chaque découverte cruciale pour notre compréhension de l'univers.
Retrouvez l'article scientifique au complet (en anglais) ici : Carbon-rich Sub-Neptune Interiors Are Compatible with JWST Observations
Astuce : Cliquez sur la fusée pour revenir en haut de la page