La super-Terre GJ 3378b pourrait être plus habitable qu’on ne le pensait
Une planète située à 25 années-lumière, que l’on pensait autrefois trop massive pour abriter la vie, a fait l’objet d’une révision spectaculaire. De nouvelles mesures montrent que GJ 3378b est une super-Terre rocheuse de seulement 2,3 fois la masse de la Terre, la plaçant en plein dans la zone habitable de son étoile et en faisant l’une des cibles les plus prometteuses dans la recherche de vie au-delà du Système solaire.
Cette découverte, publiée dans l’Astrophysical Journal, émane d’une équipe dirigée par Paul Robertson de l’Université de Californie à Irvine, utilisant des données provenant de quatre instruments indépendants répartis sur trois observatoires.
GJ 3378b orbite autour d’une naine rouge M4V dans la constellation de la Girafe (Camelopardalis), accomplissant une orbite tous les 21,45 jours à une distance d’environ 0,097 unité astronomique (14,5 millions de kilomètres). Cela représente environ 10 % de la distance Terre-Soleil, mais comme l’étoile hôte est une naine rouge peu lumineuse, la planète ne reçoit qu’environ 90 % du rayonnement stellaire que la Terre reçoit du Soleil.
Il en résulte une température d’équilibre d’environ 272 kelvins, soit environ -1 °C. Bien que peu clémente selon les standards terrestres, cette température place GJ 3378b confortablement dans la zone habitable conservative de son étoile, où l’eau liquide peut exister.
Une révision significative
La planète a d’abord été identifiée comme candidate en 2024 par une équipe utilisant le spectrographe SPIRou en France, qui avait rapporté une masse d’environ 5,26 masses terrestres et une période orbitale de 24,73 jours. À 5 masses terrestres, le monde se situait à la limite entre les super-Terres rocheuses et les mini-Neptunes riches en volatils, avec la possibilité qu’une épaisse atmosphère écrasante exclue toute chance d’habitabilité en surface.
L’équipe de Robertson a combiné les données de quatre instruments : le Habitable-zone Planet Finder (HPF) sur le télescope Hobby-Eberly à l’observatoire McDonald au Texas, le spectrographe NEID sur le télescope WIYN à Kitt Peak en Arizona, ainsi que les données de CARMENES en Espagne et de SPIRou en France. L’ensemble de données combiné, couvrant plusieurs années, a permis à l’équipe d’affiner la masse à 2,3 masses terrestres (plus ou moins 0,4) et la période orbitale à 21,45 jours.
« Cette révision fait de GJ 3378b un type de planète fondamentalement différent de ce que nous pensions », a déclaré Robertson dans un communiqué de UC Irvine. « À 2,3 masses terrestres, il s’agit presque certainement d’un monde rocheux, pas d’une planète dominée par les gaz. Et son orbite la place en plein dans la zone idéale pour l’eau liquide. »
L’article de recherche s’intitule « A Revised Mass and Period for the Habitable Zone super-Earth GJ 3378b: A Planet Straddling the Cosmic Shoreline ».
Le problème du rivage cosmique
Malgré ces chiffres prometteurs, GJ 3378b fait face à un défi majeur : son étoile hôte est une naine rouge, et les naines rouges sont réputées pour leur violente activité stellaire, surtout au cours de leur premier milliard d’années. Les rayonnements X et ultraviolets intenses durant cette phase précoce peuvent dépouiller les atmosphères des planètes en orbite rapprochée, les transformant en rochers sans air.
GJ 3378b se trouve exactement sur ce que les astronomes appellent le « rivage cosmique », la frontière théorique entre les planètes qui conservent leur atmosphère et celles qui ne le peuvent pas. Mars, dans notre propre Système solaire, se trouve du mauvais côté de cette ligne : elle ne possède qu’une atmosphère résiduelle, et toute eau liquide à sa surface s’évaporerait ou gèlerait rapidement.
L’équipe de UC Irvine prévoit des observations de suivi utilisant le télescope spatial James Webb et le futur Extremely Large Telescope (ELT) pour rechercher des signatures atmosphériques autour de GJ 3378b. Si la planète a conservé une atmosphère, elle deviendrait l’une des candidates les plus solides pour la recherche de biosignatures au cours de la prochaine décennie.
Une cible pour les futurs observatoires
À 25 années-lumière (7,7 parsecs), GJ 3378b est l’une des exoplanètes potentiellement habitables les plus proches connues. Sa proximité en fait une cible idéale pour la prochaine génération d’observatoires terrestres et spatiaux.
L’Observatoire des Mondes Habitables, une mission phare de la NASA actuellement en phase de planification préliminaire, est conçu spécifiquement pour imager et caractériser les exoplanètes semblables à la Terre autour d’étoiles proches. La position, la luminosité et la masse révisée de GJ 3378b en font une cible prioritaire pour cette mission.
« GJ 3378b est exactement le genre de planète que l’Observatoire des Mondes Habitables a été conçu pour étudier », a déclaré Robertson. « Elle est proche, elle est brillante, et elle se trouve dans la zone habitable. Nous devons maintenant découvrir si elle possède une atmosphère. »
Featured image: [Artist’s impression of a super-Earth orbiting a red dwarf star; credit: NASA/JPL-Caltech]
Sources: Universe Today, McDonald Observatory, UC Irvine, The Astrophysical Journal (arXiv:2605.16499), NASA Exoplanet Archive
Traduit par Lydie