Il est des astres sombres, des orphelins cosmiques, planètes sans soleil, sans chaleur ni lumière. On les nomme en anglais free-floating planets (FFP) – ce que l’on pourrait traduire par « planètes flottant librement » – et en français « planètes errantes ». Ces vagabondes glaciales, perdues dans l’espace interstellaire et seulement éclairées de « cette obscure clarté qui tombe des étoiles » chère au Cid, pourraient être considérées comme le dernier endroit où chercher la vie. Mais l’astrophysique goûte les paradoxes, et une modélisation originale, publiée le 20 mars par l’International Journal of Astrobiology, montre que, sous certaines conditions, d’éventuels satellites de ces planètes errantes pourraient voir de l’eau couler à leur surface.
Le rôle des forces de marée
Chercheur au CNRS à l’Observatoire de la Côte d’Azur et cosignataire de cet article, Andrea Chiavassa rappelle qu’on n’a découvert pour l’heure que quelques dizaines de ces FFP : « Ce n’est que le sommet de l’iceberg. Selon une étude de 2011, il pourrait y en avoir dans la galaxie au moins autant qu’il y a d’étoiles. » Plusieurs mécanismes expliquent leur existence. Le plus commun serait l’éjection : dans un tout jeune système comprenant plusieurs planètes géantes autour d’une étoile, les orbites sont loin d’être stables et des perturbations gravitationnelles peuvent aboutir à l’expulsion pure et simple d’une planète.
Or, si l’on s’en tient à ce que l’on connaît dans le Système solaire, les planètes géantes sont escortées de nombreuses lunes plus ou moins massives comme, par exemple, pour Jupiter, le satellite Ganymède, plus gros que la planète Mercure. La simulation numérique montre qu’une géante gazeuse éjectée pourrait parfaitement emmener avec elle un ou plusieurs compagnons d’exil. Mais se pose alors une question cruciale : comment, sans les rayons d’un soleil, obtenir assez d’énergie pour avoir de l’eau liquide à la surface de ces lunes ?
Là interviennent les forces de marée. Si un satellite évolue sur une orbite elliptique, il s’éloigne puis se rapproche de la planète géante. Les forces de marée que celle-ci exerce sur lui varient donc sans cesse, malaxant ses entrailles en permanence et produisant des frictions internes qui se traduisent par la dissipation d’une grande quantité d’énergie. C’est ainsi qu’Io, une des lunes de Jupiter, est agitée d’un volcanisme furieux. L’étude publiée par l’International Journal of Astrobiology montre que, sous des conditions particulières (une orbite proche de la planète, une taille analogue à celle de la Terre, une atmosphère de CO2 épaisse et une pression importante), le satellite d’une FFP peut bénéficier d’assez de chaleur pour garder de l’eau liquide à sa surface pendant plus d’un milliard d’années, peu ou prou la durée qu’il a fallu à la vie pour émerger sur Terre.
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