Une nouvelle technique d’observation révèle l’atmosphère inattendue d’une exoplanète à 130 années-lumière de la Terre
Une nouvelle approche pour imager une exoplanète a donné des résultats d’une clarté sans précédent, incluant au moins une surprise majeure.
Grâce à une méthode appelée interférométrie optique, offerte par le Interféromètre du Très Grand Télescope (VLTI) de l’European Southern Observatory (ESO) à l’Observatoire Paranal au Chili, des chercheurs ont pu observer directement une jeune géante gazeuse appelée HR 8799e, une des 4 planètes orbitant une étoile, HR 8799 à 130 années-lumière de la Terre.
Image d’entête : représentation artistique de l’exoplanète observée, HR8799e. (ESO/ L. Calçada)
L’interférométrie optique constitue un progrès important dans l’étude des exoplanètes, car elle permet aux astronomes d’éliminer la lumière vive et le bruit intense d’une étoile hôte et, pour la première fois, de mesurer directement le spectre d’une planète cible.
Des chercheurs dirigés par Silvia Scheithauer de l’Institut Max Planck d’astronomie en Allemagne ont porté leur attention sur HR 8799e, une planète dont la masse est de 5 à 10 fois celle de Jupiter, orbitant à proximité de son étoile.
Ils ont pu déterminer la distance de la planète par rapport à son étoile 10 fois plus précisément que les précédentes estimations. Ils ont également confirmé que son orbite, qui dure environ 40 années terrestres, est légèrement décalée par rapport à celles des trois autres planètes du système.
HR 8799 directement imagé par le VLT (mais sans utiliser l’interférométrie optique). (ESO)
La température de la planète, selon Scheithauer et ses collègues, est d’environ 880 °C, ce qui correspond tout à fait aux mesures prévues pour une géante gazeuse dont l’âge est seulement estimé à environ 30 millions d’années.
En regardant de plus près leurs relevés, cependant, les scientifiques ont découvert un résultat très inattendu.
Selon Scheithauer :
En passant par les planètes de notre propre système solaire, nous nous attendrions à trouver de grandes quantités de méthane dans l’atmosphère d’une planète gazeuse aussi chaude. Mais étonnamment, l’atmosphère du HR 8799e ne contient pratiquement pas de méthane. Au lieu de cela, nous avons trouvé de grandes quantités de monoxyde de carbone !
Les chercheurs émettent l’hypothèse que des vents verticaux sur la planète empêcheraient peut-être les réactions chimiques productrices de méthane de se produire.
Dans leur étude, les chercheurs affirment également que le résultat illustre de façon frappante tout ce qu’il reste à apprendre sur les facteurs régissant la formation des planètes.
Ils affirment que des observations continues à l’aide de l’interférométrie optique leur permettront de calculer avec précision non seulement l’interaction gravitationnelle entre HR 8799e et son hôte, mais aussi entre celle-ci et les trois autres planètes.
Appliquée à d’autres exoplanètes, ils suggèrent que l’approche pourrait être utilisée pour détecter les traces de gaz qui pourraient indiquer la présence de vie.
L’étude publiée dans Astronomy & Astrophysics : First direct detection of an exoplanet by optical interferometry en livre accès (PDF) sur le site de l’ESO et présentée sur ce même site : GRAVITY instrument breaks new ground in exoplanet imaging.