LHS 1140 b

LHS 1140 b a été détectée par la méthode des vitesses radiales, qui mesure la masse d'un objet compagnon, et celle de la photométrie de transits, qui détermine le rayon. Pour cette raison, LHS 1140 b est l'une des très rares exoplanètes potentiellement habitables dont la masse et le rayon sont déterminés, les autres gravitant toutes autour de l'étoile TRAPPIST-1. Le rayon de la planète est bien déterminé par une valeur de 1,43 ± 0,10 rayon terrestre, soit environ 9 110 kilomètres. C'est l'une des plus petites valeurs du rayon pour toutes les planètes potentiellement habitables connues ; il est semblable à celui de Kepler-62 f. Utilisant le spectrographe HARPS installé sur le télescope de 3,6 mètres de l'ESO, à l'observatoire de La Silla au Chili, l'équipe des découvreurs[2] a pu déterminer que la masse de LHS 1140 b vaut 6,65 M_⊕ avec une incertitude de 1,82 M_⊕. Si elle devait avoir une composition semblable à la Terre, la masse de la planète serait plutôt proche de 3 M_⊕. La masse volumique de LHS 1140 b a été évaluée aux environs de 12,5 grammes par centimètre cube, soit plus de deux fois la masse volumique de la Terre, l'une des masses volumiques les plus élevées jamais observées pour une planète rocheuse. Cela lui donne une gravité de surface de 3,25 fois celle de la Terre, valeur plus élevée même que celle de Jupiter. Pour échapper à la gravité de LHS 1140 b, un engin devrait se déplacer à 24 kilomètres par seconde, soit près de 87 000 kilomètres par heure. La densité incroyablement élevée de LHS 1140 b suggère une composition riche en fer, avec un noyau de fer-nickel représentant jusqu'à 75 % de la masse totale de la planète[1]. À titre de comparaison, le noyau de la Terre fait environ 33 % de sa masse et celui de Mercure environ 55 % de sa masse.

LHS 1140 b fait sa révolution autour de son étoile en 24,737 jours, un temps beaucoup plus rapide que l'année terrestre de 365 jours. Son rayon orbital est à 0,0875 UA, soit 8,75 % de la distance entre la Terre et le Soleil. Bien que la distance à son étoile soit assez faible, l'étoile LHS 1140 est si peu rayonnante que la planète ne reçoit à cette distance de son étoile que 0,41 fois le flux incident reçu par la Terre. En supposant un albédo de 0, LHS 1140 b aurait une température d'équilibre de 230 K (-43 °C, -46 °F), que l'on peut comparer aux 255 K (-18 °C; -1 °F) de la Terre. Si LHS 1140 b présentait un albédo similaire à celui de la Terre, la température d'équilibre serait encore plus basse, à 201 K (-72 °C, -98 °F). Cependant, en supposant un effet de serre sur LHS 1140 b aussi fort que sur Terre, la température de surface serait supérieure à 266 K (-7 °C; 19 °F) pour un albédo de 0. En raison de la masse élevée de la planète, elle possède probablement une atmosphère plus épaisse avec un effet de serre plus puissant. De plus, l'orbite de LHS 1140 b est plutôt excentrique. L'équipe des découvreurs a établi qu'une orbite circulaire est impossible en raison des forces de marées induites par l'étoile, et que l'excentricité de la planète est inférieure à 0,29, ceci avec un niveau de confiance de 90 %. Cette situation provoquerait d'importantes variations de température lors des approches de la planète à son étoile au cours de sa révolution de 24 jours[1].

LHS 1140 b orbite autour d'une naine rouge de gabarit très modeste, l'étoile LHS 1140. Elle ne présente que 0,146 fois la masse et 0,186 fois le rayon du Soleil, son type spectral est M4.5V. La température de LHS 1140 est de 3131 K, et sa luminosité est de 0,002981 luminosité solaire. Elle a au moins 5 milliards d'années. A titre de comparaison, le Soleil a une masse solaire de 1 et un rayon de 1, une température de 5778 K avec une luminosité solaire de 1, il a un âge de 4,5 milliards d'années, et son type spectral est G2V. Par ailleurs, LHS 1140 est une étoile de faible activité, sans effets d'éruption connus de l'équipe des découvreurs de la planète. Contrairement à la plupart des étoiles de sa taille, LHS 1140 a une faible activité et tourne sur elle-même en 130 jours[1].