Une planète rocheuse incandescente ressemble à une casserole de soupe bouillante, sauf que son couvercle est l'atmosphère. Les gaz s'échappent du magma, enveloppent le monde d'une couverture dense et influencent eux-mêmes la vitesse à laquelle le corps céleste se refroidit. Pour la planète GJ 1132 b, qui est si proche de son étoile qu'une année n'y dure qu'un jour et demi terrestre, cette relation est particulièrement importante. Sans tenir compte des échanges de gaz, on ne peut pas comprendre si elle se solidifiera en un milliard d'années ou restera une boule de feu.
Les auteurs de cette nouvelle étude ont pour la première fois pris en compte le fait que la température de fusion des roches dépend de l'oxydation — c'est-à-dire de la quantité d'oxygène dans le manteau (l'enveloppe rocheuse de la planète). Auparavant, les modèles utilisaient des conditions terrestres, riches en oxygène, mais cela ne convient pas pour d'autres planètes. Il s'est avéré que si l'on rend le manteau pauvre en oxygène, les profondeurs se solidifient plus rapidement. En revanche, à la surface, un océan de lave persiste longtemps — il est réchauffé par une atmosphère dense composée d'hydrogène et de monoxyde de carbone. Si le manteau est oxydé, comme sur Terre, le magma pénètre plus profondément et l'atmosphère est plus mince, composée de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone.
Le plus surprenant : dans les systèmes riches en éléments volatils, la différence d'oxydation n'affecte presque pas le temps de solidification. Là, tout est déterminé par la réserve totale de gaz — elle maintient la planète dans un état d'océan magmatique global. Elle brille comme un charbon dans un four pendant des milliards d'années. Cela signifie qu'en observant la composition de l'atmosphère, on peut sonder les entrailles de mondes lointains et comprendre de quoi ils sont faits.
Ainsi tourne ce chaudron cosmique : les gaz montent des profondeurs, s'accumulent dans l'atmosphère et modifient à nouveau la chaleur de la planète. GJ 1132 b nous rappelle que même une boule de pierre autour d'une étoile lointaine mène une vie complexe — elle respire, se refroidit et garde dans sa « soupe » une histoire que nous commençons tout juste à lire.
La planète GJ 1132 b est si proche de son étoile que sa surface est chauffée à une température à laquelle la roche fond — environ 1200°C, comme dans un haut fourneau.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète échange aussi de la matière avec l'atmosphère, mais là il est vivant et pensant — ici, c'est de la chimie sans conscience, mais avec des rebondissements inattendus.