Illustration de l’atmosphère visible d’une exoplanète en transit devant son étoile
Une nouvelle étape vient d’être franchie par les astronomes avec la détection confirmée par Hubble de molécule d’eau dans l’atmosphère de cinq exoplanètes de type Jupiter chaudes.
Quelques semaines après que le cap symbolique des 1 000 exoplanètes confirmées a été franchi, une équipe d’astronomes vient d’annoncer la détection de molécule d’eau dans l’atmosphère de cinq Jupiter-Chaudes ! Un pas supplémentaire qui nous rapproche de la découverte d’exoterres habitables et pourquoi pas habitées (vie primitive ou autre…). Pour s’en assurer, il faut donc pouvoir caractériser l’atmosphère de ces planètes lointaines.
Pour mener à bien cette tâche, les chercheurs ont bénéficié de la grande acuité visuelle du télescope spatial Hubble doté de sa caméra grand champ WFC3 (Wide-Field Camera 3). Ces mondes se nomment WASP-17b, HD209458b, WASP-12b, WASP-19b et XO-1b et sont tous classés dans la catégorie des Jupiter chaudes. De masses et de tailles équivalentes à celle de notre Jupiter, elles gravitent toutes à une distance relativement courte avec leur étoile — beaucoup plus réduite que celle qui sépare Mercure de notre Soleil (58 millions de km en moyenne) — si bien que la température à leur surface est très élevée. Des conditions manifestement inhospitalières pour toutes formes de vie, mais qui pourtant n’empêchent pas la présence de l’eau. Certes, pas sous sa forme liquide ou de glace.
Pour la détecter, les scientifiques ont observé ces « petites » tâches sphériques et gazeuses pour ainsi dire à contre-jour, lors de leur passage devant l’étoile-hôte. Une méthode de chasse d’exoplanètes efficace dite « par transit », utilisé par le satellite Kepler et d’autres observatoires. Même si ce ne sont pas les premières tentatives de caractérisation de l’atmosphère d’une exoplanète, l’étude de ces derniers cas est la plus convaincante jamais rédigée (publiée dans le numéro du 3 décembre 2013 de la revue The Astrophysical Journal).
Pour caractériser l’atmosphère de lointaines exoplanètes, les chercheurs regardent dans quelle longueur d’onde la lumière de leur étoile est absorbée et transmise
Observées scrupuleusement dans une longueur d’onde infrarouge qui trahit avec confiance la présence de H2O, ce sont les planètes WASP-17b et HD209458b qui ont le signal le plus éloquent. Malgré tout, l’évidence de l’eau est à chaque fois plus faible que ce qu’ils attendaient. Une opacité qui pourrait s’expliquer par des couches de poussières ou de la brume. « Ces études, combinées avec d’autres observations d’Hubble nous montrent qu’il y a un nombre étonnamment élevé de systèmes pour lesquels le signal de l’eau est soit atténué ou complètement absent » résume le professeur Heather Knutson (California Institute of Technology) qui a participé aux recherches. « Cela suggère, continue t’il, que les atmosphères nuages ou brumeuses seraient en fait commune pour les Jupiter-Chaudes ».
Hubble puis, à partir de 2018, son successeur JWST (James Webb Space télescope) ouvrent d’heureuses perspectives dans ce champ de recherche. La multiplication des découvertes laisse entrevoir la possibilité de caractériser dans un avenir proche, l’atmosphère de mondes plus « habitables » et accueillants. Outre de l’eau, il serait envisageable de déceler de l’ozone ou du méthane, signes tangibles de la présence de forme de vie, de la respiration d’une planète.
Crédit photo et vidéo : NASA/GSFC.
Principales caractéristiques des 5 Jupiter chaudes- HD 209458 b
- WASP-17 b
- WASP-12 b
- WASP-19 b
- XO-1 b
- Distance de la Terre : 153,3 années-lumière
- Distance de son étoile : 7,1 millions de km (0,0475 UA)
- Découverte en 1999
- 0,7 masse Jupiter
- 1,3 fois la taille de Jupiter
- Période orbitale : 3,5 jours
- Température estimée : 1316 K
- Distance de la Terre : 1 305 années-lumière
- Distance de son étoile : 7,7 millions de km (0,0229 UA)
- Découverte en 2009
- 0,4 masse Jupiter
- 2 fois la taille de Jupiter
- Période orbitale : 3,7 jours
- Température estimée : 1 518 K
- Distance de la Terre : 815 années-lumière
- Distance de son étoile : 3,4 millions de km (0,0229 UA)
- Découverte en 2008
- 1,4 masse Jupiter
- 1,7 fois la taille de Jupiter
- Période orbitale : 1 jour
- Température estimée : 2 320 K
- Distance de la Terre : 815 années-lumière
- Distance de son étoile : 2,5 millions de km (0,0166 UA)
- Découverte en 2009
- 1,1 masse Jupiter
- 1,3 fois la taille de Jupiter
- Période orbitale : 0,7 jour
- Température estimée : 1 912 K
- Distance de la Terre : 652 années-lumière
- Distance de son étoile : 7,3 millions de km (0,0488 UA)
- Découverte en 2006
- 0,9 masse Jupiter
- 1,2 fois la taille de Jupiter
- Période orbitale : 4 jours
- Température estimée : 1 168 K