Du méthane et de l’eau détectés dans l’atmosphère d’une exoplanète proche
Le télescope spatial James Webb (JWST ou Webb) a identifié du méthane et de la vapeur d’eau dans l’atmosphère d’une planète bleue située à 163 années-lumière de la nôtre.
WASP-80 b, considérée comme un « Jupiter chaud » avec une température d’environ 550°C et dont la taille est presque identique à celle de la plus grosse planète du système solaire terrestre, a été étudiée par les astrophysiciens de la NASA à l’aide du JWST pointé sur son emplacement dans la constellation de l’Aigle.
Image d’entête : représentation artistique de la chaude exoplanète WASP-80 b, dont la couleur peut paraître bleutée à l’œil humain en raison de l’absence de nuages à haute altitude et de la présence de méthane atmosphérique identifiée par le télescope spatial James Webb de la NASA, semblable aux planètes Uranus et Neptune dans notre propre système solaire. (NASA)
En effectuant des observations spectrographiques lors du passage de « b » devant et derrière son étoile WASP-80 (méthode dite du « transit« ), l’équipe de la NASA a pu étudier l’assombrissement de certaines longueurs d’onde lumineuses afin de déterminer de quoi est constituée son atmosphère.
Le transit, une méthode de détection des planètes lorsqu’elles passent devant leur étoile, en diminuant la luminosité de cette dernière. (NASA)
Ils ont ensuite utilisé une méthode d’éclipse, où la planète passe derrière l’étoile, pour mesurer à nouveau les longueurs d’onde atténuées observées par le télescope.
Les recherches ont été menées par Taylor Bell, du centre de recherche Ames de la NASA, et Luis Welbanks, de l’université d’État de l’Arizona (Etats-Unis), et les résultats ont été publiés la semaine dernière (lien plus bas).
Selon Luis Welbanks :
C’est la première fois que nous avons vu de nos propres yeux une caractéristique spectrale aussi évidente du méthane dans le spectre d’une exoplanète en transit, ce qui n’est pas très différent de ce que l’on pouvait voir dans les spectres des planètes géantes du système solaire il y a un demi-siècle.
Pendant cette période, un mince anneau de l’atmosphère de la planète autour de la limite jour/nuit (terminateur) est éclairé par l’étoile, et à certaines couleurs de lumière où les molécules de l’atmosphère de la planète absorbent la lumière, l’atmosphère semble plus épaisse et bloque davantage la lumière de l’étoile, ce qui provoque un assombrissement plus profond par rapport à d’autres longueurs d’onde où l’atmosphère semble transparente. Cette méthode aide les scientifiques à comprendre de quoi est composée l’atmosphère de la planète en voyant quelles couleurs de lumière sont bloquées.
L’identification du méthane marque une étape importante pour le JWST. Ce gaz a rarement été repéré dans l’atmosphère de planètes autres que les géantes gazeuses de notre système solaire, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. La qualité du télescope et des calculs effectués par l’équipe de recherche est telle qu’il y a plus d’une chance sur 942 millions que les signaux pour la présence de méthane soient dus à du « bruit ».
L’intérêt de détecter à la fois le méthane et la vapeur d’eau permet également aux astrophysiciens de calculer l’histoire de la formation des planètes. Le rapport entre ces deux substances peut indiquer où et quand une planète s’est formée par rapport à son étoile. La détection de ces substances sur des mondes lointains pourrait permettre de trouver des biomarqueurs de la vie.
Selon Welbanks :
Le méthane est un gaz important pour retracer la composition et la chimie de l’atmosphère des planètes géantes. On suppose également qu’en combinaison avec l’oxygène, il pourrait constituer une signature biologique. L’un des principaux objectifs du futur télescope spatial Habitable Worlds Observatory, la prochaine mission phare de la NASA après le JWST et le Nancy-Grace-Roman, est de rechercher des gaz tels que l’oxygène et le méthane dans les planètes semblables à la Terre situées autour d’étoiles semblables au soleil.
L’étude publiée dans Nature : Methane throughout the atmosphere of the warm exoplanet WASP-80b et présentée sur le blog de la NASA : NASA’s Webb Identifies Methane In an Exoplanet’s Atmosphere.