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Des chercheurs ont découvert la première preuve de l’existence d’une stratosphère sur une exoplanète

En observant une exoplanète lointaine, une « Jupiter chaude », des scientifiques ont détecté la présence d’eau. La planète aurait donc une stratosphère : une première pour ce genre de corps célestes. Et une source de nouvelles questions pour les astronomes. 

Les exoplanètes, nouvelle frontière de l’astronomie

L’étude des exoplanètes est un champ récent de la recherche astronomique. L’existence de ces planètes situées en dehors du système solaire sont évoquées dès le XVIe siècle, mais ce n’est qu’au XIXe siècle que les savants se mettent à réellement les chercher. Et il faut attendre les années 1990 pour que les premières soient détectées de manière certaines, bien qu’indirectement. Depuis 2004, et en grande partie grâce au télescope Kepler, des milliers d’entre elles ont pu être observées de manière directe. On en compte ainsi presque 4 000 connues. Et des milliers d’autres sont en instance de validation.

Une véritable révolution dans le domaine de l’astronomie. Pour le grand public, ces milliers de planètes passionnent, car on espère bien un jour percevoir sur l’une d’entre elles des indices d’une vie extraterrestre. Un enthousiasme naturellement partagé par les scientifiques. Mais cette quête des aliens n’est évidemment pas le seul avantage des exoplanètes à leurs yeux. En effet, c’est grâce à ses milliers d’objets qu’ont pu être vérifiées ou infirmées un grand nombre de théories.

Entre 2009 et 2013, Kepler a donné son nom a de nombreuses exoplanète. Ici, une vue d’artiste de la première « habitable », kepler 22-b, qui avait fasciné scientifiques et amateurs.

Une jupiter chaude bien particulière

Les Jupiter chaudes sont l’un des nouveaux types de planètes ainsi découverts dans les années 2000. Comme leur nom l’indique il s’agit, à l’instar de planètes telles que Jupiter mais aussi Neptune ou Saturne, de géantes gazeuses, bien plus imposantes que les petites planètes telluriques comme la Terre ou Mars. Mais à la différence de « notre » Jupiter, qui orbite à des distances très lointaines de son étoiles, les « jupiters chaudes » gravitent très près de leurs étoiles, ce qui en fait des planètes aux températures extrêmement chaudes. Elles sont également simples à étudier, ce qui en fait des candidates idéales pour développer du matériel ou des théories. Mais parfois, l’une d’entre elles surprend.

Celle qui nous intéresse, Wasp-121b de son petit nom, est à cet égard édifiante. Contrairement aux espoirs que certains passionnés pourraient avoir, il est très, très improbable que nous puissions y trouver de la vie (en tout cas sous des formes connues) : la température y est d’environ 2 500 degrés dans son atmosphère supérieure. En effet, cet énorme monde lointain (900 années-lumières de nous) gravite extrêmement près de son étoile. Elle en fait le tour en seulement 1,3 jours ! Pour comparer, la planète la plus proche de notre soleil, Mercure, fait sa révolution autour de son étoile tous les 87 jours (12 ans pour Jupiter). Il faut rappeler ici que si les Jupiter chaudes sont relativement communes dans notre galaxie, il n’en existe pas dans notre système solaire.

Vue d’artiste d’une Jupiter chaude

De l’eau et de la lumière

L’équipe de scientifiques, dont les conclusions sont parues dans la revue Nature, a été extrêmement surprise de détecter de l’eau rougeoyant à la surface de l’étoile. Comme la plupart des exoplanètes ne sont pas observables directement (surtout à de telles distances), ils ont utilisé la spectroscopie pour analyser WASP-121b. Cette technique permet de calculer les changements de brillance sur différentes longueurs d’ondes lumineuses. Ils ont mis en évidence que les gouttes d’eau émettaient, et non absorbaient, la lumière. Ce qui indiquerait la présence d’une stratosphère.

La stratosphère est la couche supérieure de l’atmosphère terrestre (la plus basse étant la troposphère). Cette zone de l’atmosphère renvoie les radiations venues du soleil et refroidit ainsi la température en basse atmosphère. Dans notre système solaire, beaucoup de planètes ont ainsi une stratosphère : pour nous c’est l’ozone, sur Titan, c’est le méthane qui joue ce rôle, mais Mars, Jupiter et Saturne ont également des stratosphères.

Wasp121b orbite si proche de son étoile que l’année y est d’une journée


Un cas unique

Mais alors que tout le monde s’attendait à ce que de nombreuses exoplanètes possèdent également une stratosphère, on n’avait pas trouvé de preuve de leur existence dans aucune des milliers d’entre elles connues. On ne pouvait que la supposer. Il s’agit donc d’une grande première. Quant à sa composition, l’équipe ne peut pour l’instant émettre que des hypothèses. On suppose que des gaz comme l’oxyde de vanadium ou l’oxyde de titane, courants dans la composition des Jupiter chaudes, pourrait jouer ce rôle à une température de 2500 degrés.

Une question se pose dès lors : pourquoi Wasp-121b et pas une autre ? Ce monde intriguant devrait ainsi être placé sous haute surveillance. Les spécialistes des exoplanètes attendent beaucoup d’un nouveau télescope, le successeur de HubbleJames Webb Space Telescope. Il devrait entrer en service en 2018, et est déjà perçu comme un « game changer ». Grâce à lui, le nombre de données disponible concernant les exoplanètes devrait exploser. On saura alors, peut-être, pourquoi Wasp-121b est si particulière…

Le James Webb Space Telescope

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