Gliese 581 g

Gliese 581 g évoluant très près de son étoile, il est possible qu'elle soit en rotation synchrone autour d'elle. De la même façon que la Lune présente toujours la même face à la Terre, la durée du jour sidéral de Gliese 581 g serait alors exactement égale à la durée de son année, ce qui implique que la même face de la planète soit en permanence exposée à la lumière de l'étoile, l'autre moitié connaissant dans ce cas une nuit perpétuelle[1] - [10]. L'inclinaison de l'axe de cette planète serait alors rigoureusement nulle, de sorte qu'il n'y aurait aucune saison sur cet astre.

Gliese 581 g avec le programme Celestia.

La température d'équilibre global de Gliese 581 g, hors effet de serre atmosphérique, a été estimée entre 209 et 228 K (soit de −64 à −45 °C), pour un albédo de Bond (réflectivité globale) compris respectivement entre 0,5 et 0,3 ; la seconde valeur étant typique des planètes telluriques du Système solaire interne. Si l'on tient compte d'un effet de serre atmosphérique comparable à celui de l'atmosphère terrestre — bien qu'à ce jour la présence d'une atmosphère sur Gliese 581 g n'ait pas été établie — la température de surface se situerait plutôt entre 236 et 261 K (soit de −37 à −12 °C)[1] - [11]. Enfin, si, comme on peut légitimement le supposer, Gliese 581 g possède une atmosphère plus épaisse que celle de la Terre en raison de sa gravité de surface plus élevée due à sa masse trois à quatre fois supérieure, alors l'effet de serre pourrait y être encore plus intense et conduire à des températures encore plus élevées[1].
À titre d'exemple, l'effet de serre observé dans l'atmosphère de Vénus, près de cent fois plus massive que la nôtre, conduit à des températures supérieures de plus de 400 °C à la température d'équilibre de Vénus, contre seulement 33 °C pour l'atmosphère de la Terre.

Par ailleurs, Gliese 581 g étant, si elle existe, probablement en rotation synchrone autour de Gliese 581, cette planète présenterait toujours la même face à son étoile, qui semblerait fixe dans le ciel, de sorte que la température de surface pourrait en fait varier entre un maximum torride au point subsolaire et un minimum glacial au point opposé, avec une zone tempérée le long du terminateur ; cette configuration parait cependant d'autant moins vraisemblable que l'atmosphère de cette planète serait épaisse, comme l'illustre l'exemple de Vénus, dont la rotation très lente n'entraine malgré tout que de faibles variations diurnes — quelques dizaines de degrés sur près de quatre mois — en raison de l'inertie thermique de son épaisse atmosphère en super-rotation.

Les modèles théoriques associés aux mondes en rotation synchrone prédisent que sous certaines conditions, les composés chimiques tels que l'eau et le dioxyde de carbone, s'ils sont présents, devraient s'évaporer sous la chaleur étouffante du côté ensoleillé et migrer vers la face nocturne et glaciale où ils pourraient se condenser pour former une calotte glaciaire. Au cours du temps, l'atmosphère pourrait entièrement être congelée sur la face nocturne de l'astre. Cependant, une atmosphère suffisamment massive pour être stable pourrait faire circuler la chaleur plus uniformément, offrant une plus grande zone habitable en surface[12]. Par exemple, la rotation de Vénus sur son axe est approximativement 117 fois plus lente que la rotation terrestre, prolongeant les journées et les nuits. En dépit de l'inégale répartition de la lumière solaire sur des intervalles de temps de plusieurs mois, les zones non éclairées de Vénus restent presque aussi chaudes que les zones éclairées, par l'entremise de la circulation de puissants vents, à l'échelle planétaire[13]. Des simulations ont montré qu'une atmosphère contenant un niveau approprié de gaz à effet de serre, tel que le CO₂ et H₂O n'a besoin que d'une atmosphère du dixième de celle de la Terre (100 millibars) pour distribuer efficacement la chaleur sur la surface nocturne de l'astre[14]. Néanmoins, à cause de son faible flux en comparaison à celui de son étoile, les technologies actuelles ne sont pas en mesure de déterminer la composition atmosphérique ou de surface de Gliese 581 g[15] - [16].

Cette détection a toutefois été discutée lors d'une communication de l'astronome Francesco Pepe de l'Observatoire de Genève, qui travaille sur le projet HARPS, dans le cadre du symposium « 276 - The Astrophysics of Planetary Systems: Formation, Structure, and Dynamical Evolution » de l'UAI à Turin (Italie) : il a en effet indiqué, le 11 octobre 2010, que cette découverte n'était pas confirmée par les données que lui et ses collègues avaient observées[9] - [20] - [21].

Selon le professeur Abel Méndez, directeur du PHL à l’UPR d’Arecibo, Gliese 581 g serait désormais la meilleure candidate pour être un monde semblable la Terre[22]. Au cours de l'été 2012, Steven Vogt et son équipe annoncent être en train de réaliser des études plus poussées sur ce système, en tenant compte de l’hypothèse d'une orbite circulaire et non elliptique, et avancent que la probabilité pour que le signal de découverte soit faux est désormais inférieure à 4 %[23].

Les scientifiques n'ont surveillé pour la recherche d'exoplanètes qu'un nombre relativement faible d'étoiles. La détection de planètes potentiellement habitables, telles que Gliese 581 g si sa découverte est confirmée, si tôt dans le processus de recherche laisserait penser que les planètes habitables sont plus largement distribuées dans l'univers qu'elles n'étaient jusqu'alors supposées. Selon Vogt, cette découverte « induit une intéressante limite basse [quant à la fraction des étoiles qui ont au moins une planète potentiellement habitable], car il y a seulement 116 étoiles de type solaire ou de masse inférieure sur l'intervalle des 6,3 parsecs qui nous sépare de Gliese 581. »[1] - [24]. Cela préfigure ce que Vogt appelle une nouvelle ère de grandes découvertes en exo-planétologie[17] :

« La confirmation par d'autres équipes, à l'aide d'instruments de haute précision, serait plus que la bienvenue. Mais si Gliese 581 g est confirmée par d'autres observations, le simple fait qu'une planète habitable ait été détectée dès à présent, autour d'une telle étoile voisine, suggère que « eta-Earth » pourrait être de l'ordre de quelques dizaines de pour cent, et donc que soit nous avons été incroyablement chanceux dans cette détection précoce, soit que nous sommes vraiment au seuil d'un second âge de découverte[1]. »

Si la fraction d'étoiles avec une planète potentiellement habitable (η_⊕, « eta-Earth » ou « êta-Terre » en français) est de l'ordre de quelques dizaines de pour cent, comme Vogt le propose, et que le voisinage solaire est un échantillon typique de notre galaxie, alors la découverte de Gliese 581 g dans la zone habitable de son étoile élève à plusieurs milliards le nombre de planètes comparables à la Terre dans notre seule Voie lactée[1] - [10].

• Exoplanète
• Zone habitable
• Habitabilité d'une planète

• (en) Gl 581 g sur L'Encyclopédie des planètes extrasolaires de l'Observatoire de Paris.
• (en) « Steven Vogt and Paul Butler lead a team that discovered the first potentially habitable exoplanet. » (vidéo de la conférence de presse de la National Science Foundation)
• Franck Selsis, « Du nouveau autour de l’étoile Gliese 581 ! », sur le site de la Société française d'exobiologie