La quête pour percer le mystère des climats de planètes similaires à la Terre avance

Une équipe internationale (voir encadré) s'est appuyée sur les leçons et les techniques tirées des sciences du climat de la Terre pour ouvrir la voie à la modélisation des atmosphères des planètes orbitant autour d'autres étoiles que le Soleil.

Le Télescope Spatial James Webb (JWST) sera bientôt en mesure de sonder les atmosphères des exoplanètes rocheuses orbitant autour d’étoiles rouges1 . Il lui faut donc des modèles numériques robustes pour interpréter et guider ces observations. L'une des méthodes consiste à utiliser des Modèles Climatiques Globaux (GCM) tridimensionnels - semblables à ceux qui sont utilisés pour prédire le climat sur Terre – afin de simuler les caractéristiques atmosphériques des planètes en orbite autour de leur étoile hôte. Ces dernières années, les GCM ont été affinés pour tenter de reproduire et de comprendre le réchauffement et les changements climatiques causés par les émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine.

L'équipe scientifique a utilisé cette expertise et les récentes mises à jour des modèles pour entreprendre une intercomparaison complète de plusieurs des GCM les plus performants au monde en les appliquant à l'étude des exoplanètes2 . Le nouveau appelé THAI (TRAPPIST-1 Habitable Atmosphere Intercomparison), se concentre sur l’exoplanète TRAPPIST-1e confirmée, de dimension similaire à la Terre. La planète se trouve juste à la bonne distance de son étoile pour que son climat soit tempéré et que de l'eau liquide puisse exister à sa surface. Les résultats envisagent quatres scénarios : deux pour la surface (complètement sèche ou recouverte d'un océan global fournissant de l'humidité à l'atmosphère) et deux pour la composition de l'atmosphère (atmosphère riche en azote avec des niveaux de CO2 semblable à la Terre, ou une atmosphère dominée par le CO2 semblable à celle de Mars et de Vénus).

Les résultats montrent pour la première fois comment l'utilisation de plusieurs GCM peut avoir un impact sur l'interprétation des données des campagnes d'observation télescopiques. L'équipe pense que le projet THAI va ouvrir la voie à une modélisation des mondes lointains potentiellement habitables.

• 1étoiles plus froides et plus petites que notre propre Soleil
• 2Une étape essentielle consiste à modéliser le climat à l'aide de plusieurs de ces GCM et à les confronter via des projets d'intercomparaison, comme ceux du GIEC qui ont été fondamentaux pour notre compréhension du climat de la Terre.