Espace: Du CO2 détecté pour la première fois dans l’atmosphère d’une autre planète

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EspaceDu CO₂ détecté pour la première fois dans l’atmosphère d’une autre planète

Grâce au télescope spatial James Webb, des chercheurs ont pu trouver ce gaz, essentiel à la vie, ailleurs que dans notre système solaire.

Cette illustration montre ce à quoi l’exoplanète WASP-39 b pourrait ressembler, selon les connaissances actuelles. Cette illustration est basée sur les observations indirectes de transit de Webb ainsi que d’autres télescopes spatiaux et terrestres. Webb n’a pas capturé d’image directe de cette planète.

Cette illustration montre ce à quoi l’exoplanète WASP-39 b pourrait ressembler, selon les connaissances actuelles. Cette illustration est basée sur les observations indirectes de transit de Webb ainsi que d’autres télescopes spatiaux et terrestres. Webb n’a pas capturé d’image directe de cette planète.

NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

Le télescope spatial James Webb a pour la première fois détecté la présence de CO2 dans l'atmosphère d'une exoplanète, c'est-à-dire une planète en dehors de notre système solaire, une découverte qui démontre ses immenses capacités et enthousiasme les scientifiques pour la suite de ses observations. La planète en question est une géante gazeuse et chaude où la vie telle que nous la connaissons serait impossible, mais cette découverte conforte l'idée que de telles observations puissent également être réalisées sur des planètes rocheuses - dans le but ultime de déterminer si l'une d'elles abrite des conditions favorables à la vie.

«Pour moi, c'est une porte qui s'ouvre pour des études futures de super-Terres, voire de Terres», a déclaré jeudi à l'AFP Pierre-Olivier Lagage, un des très nombreux co-auteurs de ces travaux, à paraître dans la revue scientifique Nature.

En raison de son rôle clé dans la régulation du climat, le dioxyde de carbone est un composant central de l’atmosphère terrestre. Détecter clairement sa présence dans l’atmosphère d’exoplanètes lointaines est donc une étape essentielle dans la recherche de mondes propices à la vie.

Découverte obtenue filtrant la lumière

La planète WASP-39b est une géante gazeuse chaude qui transite devant son étoile. Cette dernière, semblable au Soleil, se situe à 700 années-lumière de la Terre. Lorsqu’une planète passe juste devant son étoile (un «transit» en astronomie) une partie de la lumière de l’étoile passe à travers l’atmosphère de la planète avant d’atteindre le télescope. «L’atmosphère filtre alors certaines couleurs plus que d’autres, ceci en fonction de la matière qui la compose, de son épaisseur et de la présence ou non de nuages», explique Monika Lendl, coauteure de l’étude.

«En utilisant le télescope James Webb pour décomposer la lumière en ses couleurs, nous pouvons identifier des «empreintes digitales» caractéristiques de différents gaz et déterminer la composition de l’atmosphère». Contrairement aux géantes gazeuses de notre système solaire, WASP-39b tourne autour de son étoile dans une orbite étroite (à seulement un huitième de la distance entre le Soleil et Mercure) et met seulement un peu plus de quatre jours terrestres pour effectuer une révolution. La planète est ainsi soumise à un intense rayonnement solaire qui la chauffe à une température d’environ 900 °C.

Un tiers plus grande que Jupiter

«La chaleur provoque la dilatation de l’atmosphère de la planète. Ainsi, la taille de WASP-39b est d’un tiers plus grande que Jupiter, la plus grande géante gazeuse de notre système solaire, alors qu’elle ne possède qu’un quart de sa masse», explique Monika Lendl.

En utilisant le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec) du télescope James Webb, l’équipe de recherche a pu détecter l’empreinte digitale du dioxyde de carbone dans la lumière qui traversait l’atmosphère de WASP-39b. «Dès que nous avons vu les données, il était clair que nous avions affaire à une découverte spectaculaire», explique Dominique Petit dit de la Roche, chercheuse et coauteure de l’étude. «C’est la première fois que le dioxyde de carbone est clairement détecté sur une planète hors du système solaire».

«La détection d’un signal aussi clair de dioxyde de carbone sur WASP-39b est de bon augure pour la détection d’atmosphères sur des planètes plus petites, de taille terrestre, ainsi que pour la mesure des abondances d’autres gaz comme l’eau et le méthane», déclare Natalie Batalha de l’Université de Californie à Santa Cruz, cheffe de l’équipe de recherche internationale qui a réalisé ces observations. Comprendre la composition de l’atmosphère d’une planète permet également de mieux comprendre l’origine de la planète et son évolution.

«Les molécules de dioxyde de carbone sont des traceurs sensibles de l’histoire de la formation des planètes», explique Elspeth Lee, coauteure de l’étude. «La détection claire du dioxyde de carbone dans WASP-39b nous donne des informations sur l’inventaire des molécules de carbone et d’oxygène dans l’atmosphère. Cela nous donne une idée des divers processus chimiques qui se déroulent dans des atmosphères soumises à des conditions aussi extrêmes, ainsi que des éventuels matériaux rocheux et gazeux que la planète a pu amasser lors de ses phases de formation».

(AFP/MP)

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