Les chercheurs sont partis de l'hypothèse que chaque astre - sur lequel des vents soufflent et dont la surface est recouverte par des masses liquides - peut produire des vagues, dont la formation et la propagation vont dépendre de la gravité et de la pression atmosphérique.

Comme tous les modèles existants sont fondés sur des observations terrestres, l'équipe a conçu PlanetWaves, un outil de simulation décrit dans l'étude « Modeling Wind-Driven Waves on Other Planets: Applications to Mars, Titan, and Exoplanets », qui repose sur les lois physiques universelles, ce qui permet de disposer d'un modèle fiable pour étudier d'autres planètes.

Traquer les vagues disparues sur Mars

Dans un premier temps, PlanetWaves s'est intéressé à Mars. Bien que la Planète rouge ne réunisse plus depuis longtemps les conditions nécessaires pour maintenir durablement de l'eau liquide à sa surface, ses reliefs conservent de nombreuses traces prouvant l'existence d'anciens lacs, de deltas et de rivières. Les chercheurs se sont notamment intéressés au cratère Jezero, exploré actuellement par le rover Perseverance, afin d'estimer les vagues qui auraient pu s'y former.

D'après leurs simulations, il suffirait de vents soufflant à seulement 1,2 à 1,7 mètre par seconde pour faire apparaître des vagues martiennes, mais elles resteraient de taille modeste à cause de la faible pression atmosphérique.

Par ailleurs, à mesure que la Planète rouge voyait son enveloppe gazeuse diminuer, ses anciens lacs ont probablement connu une ondulation de plus en plus faible, qui a fini par totalement s'arrêter.

Sur Titan, des vagues plus hautes et plus lentes

Dans le Système solaire, Titan est la seule planète, avec la Terre, à posséder encore aujourd'hui des masses liquides stables en surface, notamment des mers et des lacs. À la différence de notre Planète, celles-ci sont composées de méthane, d'éthane et d'azote dissous. Avec un environnement glacé avoisinant -180 °C, les vagues pourraient se former sous l'effet de vents très faibles, de l'ordre de 0,5 à 0,6 mètre par seconde.

En raison de la gravité peu importante de Titan, elles seraient bien plus hautes que sur Terre, avec une moyenne située à trois mètres, tout en se propageant beaucoup plus lentement.

Simuler les vagues sur les exoplanètes

Pour finir, les chercheurs ont également étendu leurs recherches à trois astres extrasolaires. Sur Kepler 1649-b, une planète tellurique qui gravite autour d'une naine rouge à 300 années-lumière de la Terre, le seuil de formation des vagues atteindrait 5,3 mètres par seconde.

Sur LHS 1140-b, une exoplanète rocheuse, massive et dense située 40 années-lumière de la Terre, il serait d'environ 2,7 mètres par seconde, mais les vagues resteraient petites en raison de la gravité plus élevée.

Enfin, sur 55 Cancri-e, une super-terre extrêmement chaude en raison de la proximité avec son étoile, les océans de lave qui recouvrent sa surface ne commenceraient à produire des vagues qu'avec des vents dépassant 37 mètres par seconde.