L’atmosphère d’une exoplanète indique qu’elle s’est formée loin de son étoile
Une équipe internationale d’astronomes a découvert la composition atmosphérique de l’exoplanète HD 209458b (alias Osiris), donnant ainsi des indices sur son lieu de naissance.
Image d’entête : représentation artistique de l’exoplanète HD 209458b passant devant son étoile. Le croissant lumineux et ses couleurs ont été exagérés pour illustrer les spectres lumineux que les astronomes ont utilisés pour identifier les six molécules de son atmosphère. (Université de Warwick/ Mark Garlick)
Dans une étude publiée cette semaine (lien plus bas), l’équipe a utilisé le Telescopio Nazionale Galileo de La Palma, en Espagne, pour capter la lumière de l’étoile mère de l’exoplanète lorsqu’elle traverse l’atmosphère d’Osiris. En analysant le spectre, ils ont trouvé six composés chimiques différents, dont du cyanure d’hydrogène, du méthane, de l’ammoniac, de l’acétylène, du monoxyde de carbone et de faibles quantités de vapeur d’eau.
C’est la première fois que l’on mesure autant de molécules différentes dans l’atmosphère d’une exoplanète, et cela montre qu’elle contient deux fois plus de carbone que prévu.
Selon le coauteur Siddharth Gandhi de l’Université de Warwick au Royaume-Uni :
Les produits chimiques clés sont les espèces carbonées et azotées. Si ces espèces sont au niveau où nous les avons détectées, cela indique une atmosphère enrichie en carbone par rapport à l’oxygène.
Nous avons utilisé ces six espèces chimiques pour la première fois afin de déterminer avec précision l’endroit du disque protoplanétaire où elle se serait formée à l’origine.
Une atmosphère riche en carbone suggère que la planète a préférentiellement rassemblé des gaz riches en carbone lors de sa formation. Cela signifie qu’elle a dû naître bien plus loin dans son système solaire que sa position actuelle, à seulement sept millions de kilomètres de son étoile.
Toujours selon Gandhi :
Il est impossible qu’une planète se forme avec une atmosphère aussi riche en carbone si elle se trouve dans la ligne de condensation de la vapeur d’eau.
Les modèles de formation des planètes suggèrent qu’au cours de la formation d’un système solaire, les planètes plus chaudes proches d’une étoile acquièrent une grande partie de l’oxygène de l’atmosphère sous forme de vapeur d’eau. Mais plus loin, la vapeur d’eau se condense et s’enferme dans le noyau de la planète, laissant davantage de molécules à base de carbone et d’azote dans l’atmosphère.
Cela signifie qu’Osiris a dû se former loin de son étoile avant de migrer vers sa position actuelle.
Selon le coauteur de l’étude, Matteo Brogi, également de l’université de Warwick :
En élargissant ces observations, nous serons en mesure de dire quelles catégories de planètes nous avons là, en termes de lieu de formation et d’évolution précoce.
L’étude publiée dans Nature : Five carbon- and nitrogen-bearing species in a hot giant planet’s atmosphere et présentée sur le site de l’Université de Warwick : First transiting exoplanet’s ‘chemical fingerprint’ reveals its distant birthplace.