Lors de notre dernier enregistrement sur Gliese 581d, une équipe de l'Université de Paris avait suggéré que l'exoplanète populaire, Gliese 581d, pouvait être habitable. Cependant, le travail de l'équipe était basé sur des simulations unidimensionnelles d'une colonne d'atmosphères hypothétiques du côté jour de la planète. Pour mieux comprendre à quoi pourrait ressembler le Gliese 581d, une simulation tridimensionnelle s'imposait. Heureusement, une nouvelle étude de la même équipe a étudié la possibilité d'une telle enquête.
La nouvelle enquête était nécessaire parce que le Gliese 581d est soupçonné d'être verrouillé par les marées, un peu comme Mercure est dans notre propre système solaire. Si c'est le cas, cela créerait un côté nocturne permanent sur la planète. De ce côté, les températures seraient nettement plus basses et les gaz comme le CO2 et H2O peut se retrouver dans une région où il ne peut plus rester gazeux, se congelant en cristaux de glace à la surface. Comme cette surface ne verrait jamais la lumière du jour, ils ne pouvaient pas être chauffés et rejetés dans l'atmosphère, épuisant ainsi la planète des gaz à effet de serre nécessaires pour réchauffer la planète, provoquant ce que les astronomes appellent un «effondrement atmosphérique».
Pour mener leur simulation, l'équipe a supposé que le climat était dominé par les effets de serre du CO2 et H2O car cela est vrai pour toutes les planètes rocheuses avec des atmosphères importantes dans notre système solaire. Comme pour leur étude précédente, ils ont effectué plusieurs itérations, chacune avec des pressions et des compositions atmosphériques variables. Pour les atmosphères inférieures à 10 bars, les simulations suggèrent que l'atmosphère s'effondrerait, soit du côté obscur de la planète, soit près des pôles. Après cela, les effets des gaz à effet de serre ont empêché le gel de l'atmosphère et elle est devenue stable. Une certaine formation de glace s'est toujours produite dans les modèles stables où une partie du CO2 gèlerait dans la haute atmosphère, formant des nuages à peu près comme sur Mars. Cependant, cela a eu un effet de réchauffement net de ~ 12 ° C.
Dans d'autres simulations, l'équipe a ajouté des océans d'eau liquide qui aideraient à modérer le climat. Un autre effet de cela a été que la vaporisation de l'eau de ces océans a également produit un réchauffement car elle peut servir de gaz à effet de serre, mais la formation de nuages pourrait diminuer la température mondiale car les nuages d'eau augmentent l'albédo de la planète, en particulier dans la région rouge du spectre qui est la forme de lumière la plus répandue de l'étoile parente, une naine rouge. Cependant, comme pour les modèles sans océans, le point de basculement pour les atmosphères stables avait tendance à être d'environ 10 bars de pression. En vertu de cela, «les effets du refroidissement ont dominé et une glaciation galopante s'est produite, suivie d'un effondrement atmosphérique.» Au-dessus de 20 bars, le piégeage supplémentaire de la chaleur de la vapeur d'eau a considérablement augmenté les températures par rapport à une planète entièrement rocheuse.
La conclusion est que le Gliese 581d est potentiellement habitable. Le potentiel pour les eaux de surface existe pour un «large éventail de cas plausibles». En fin de compte, ils dépendent tous de l'épaisseur et de la composition précises de toute atmosphère. La planète ne traversant pas l'étoile, l'analyse spectrale par transmission de la lumière des étoiles à travers l'atmosphère ne sera pas possible. Pourtant, l'équipe suggère que, puisque le système Gliese 581 est relativement proche de la Terre (seulement 20 années-lumière), il peut être possible d'observer les spectres directement dans la partie infrarouge des spectres en utilisant les générations futures d'instruments. Si les observations correspondent aux spectres synthétiques prédits pour les différentes planètes habitables, cela serait considéré comme une preuve solide de l'habitabilité de la planète.
