Les sub-Neptunes tempérés représentent des cibles fascinantes pour la recherche d'océans d'eau liquide en dehors de notre Système solaire. Ces planètes, qui sont plus grandes que la Terre mais qui possèdent une atmosphère ne contenant pas d’enveloppes massives d’hydrogène et d’hélium, pourraient en effet maintenir des couches d’eau liquide sous leurs atmosphères. Un exemple prometteur est la planète K2-18 b, dont les observations précédentes ont révélé une atmosphère dominée par l’hydrogène, riche en méthane (CH4), avec des signes modérés de dioxyde de carbone (CO2) et des indications timides de sulfure de diméthyle (DMS). De nouvelles observations réalisées avec le télescope spatial James Webb (JWST) ont permis de préciser ces éléments, révélant un spectre de transmission particulièrement détaillé qui corrobore la nature riche en eau de cette planète.
Les récents résultats montrent que K2-18 b pourrait contenir plus de 10 % d’eau par volume, soit sous la forme d'une épaisse enveloppe atmosphérique, soit sous celle d'un océan d'eau liquide sous une atmosphère mince. Cependant, aucune présence de vapeur d’eau, d’ammoniac (NH3) ou de monoxyde de carbone (CO) n'a été détectée dans l'atmosphère. Ce manque de vapeur d’eau pourrait indiquer l’existence d'un « piège froid » qui empêcherait l’accumulation de cette molécule dans l’atmosphère. Les non-détections de NH3 et de CO renforcent l’idée d’une atmosphère relativement fine, ce qui suggère que K2-18 b abrite peut-être un réservoir d'eau liquide. Toutefois, d'autres modèles incluant ces gaz pourraient également rendre compte des observations, soulignant ainsi la nécessité de nouvelles études approfondies.
En outre, bien que des signaux faibles de DMS, de méthyl mercaptan (CH3SH) et de protoxyde d'azote (N2O) aient été notés, aucun d'eux n’est clairement détecté au-delà des incertitudes statistiques. Cela jette un doute sur leur utilisation éventuelle en tant que biosignatures. Cependant, des modèles photochimiques ont montré que des composés comme DMS et CH3SH pourraient se former de manière abiotique dans de riches atmosphères d’hydrogène à forte métallisation. K2-18 b, avec son potentiel d’abriter des environnements aquatiques, représente une opportunité unique pour explorer les possibilités de vie sur des planètes qui ne ressemblent pas à la Terre. Ces découvertes ouvrent la voie à des recherches plus approfondies sur son atmosphère et sa structure interne, rendant ce monde intéressant pour les scientifiques et les passionnés d'astronomie qui s'intéressent à la diversité des environnements planétaires.
Retrouvez l'article scientifique au complet (en anglais) ici : A water-rich interior in the temperate sub-Neptune K2-18 b revealed by JWST
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