James-Webb obtient l’aperçu le plus détaillé de l’atmosphère d’une exoplanète

L’analyse des données collectées par quatre instruments du télescope spatial de la NASA a permis aux astronomes d’établir pour la première fois le profil moléculaire et chimique complet d’une exoplanète.

L’atmosphère de WASP-39 b décryptée

L’une des principales missions du surpuissant télescope James-Webb consiste à analyser les atmosphères des exoplanètes, dans l’espoir de trouver des mondes qui pourraient abriter, ou qui abritent, la vie. Si ses premières données publiées en juillet avaient révélé la présence de vapeur d’eau dans l’atmosphère de la planète WASP-96 b et de dioxyde de carbone sur WASP-39 b, la composition de l’atmosphère de cette dernière a récemment pu être établie de façon beaucoup plus précise.

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Les chercheurs ont découvert qu’elle contenait également du dioxyde de soufre, du monoxyde de carbone, de la vapeur d’eau, du sodium et du potassium, mais se révélait dépourvue de méthane et de sulfure d’hydrogène. Il s’agit non seulement de la première détection de dioxyde de soufre dans l’atmosphère d’une exoplanète, mais aussi du premier signe direct de chimie active sur une exoplanète, étant donné que cette molécule résulte de réactions photo- chimiques déclenchées par le rayonnement de l’étoile hôte.

Webb détecte ces molécules en étudiant le spectre lumineux d’une planète lorsqu’elle passe devant son étoile hôte. Différents produits chimiques absorbant diverses longueurs d’onde de la lumière à différents degrés, l’analyse de la lumière de l’astre lorsqu’elle traverse l’atmosphère de l’exoplanète permet de déterminer les molécules la composant. James-Webb se concentre sur la lumière infrarouge, ce qui lui permet de détecter des détails qui échapperaient à d’autres télescopes.

Des informations précieuses

Il se trouve que les empreintes chimiques et les rapports spécifiques des différentes molécules peuvent renseigner les scientifiques sur la façon dont une planète s’est formée. Dans le cas de WASP-39 b, leur examen a suggéré que la planète était née très loin de l’endroit où elle se trouve aujourd’hui, et avait été amenée à engloutir quelques mondes frères en cours de route.

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« L’abondance de soufre [par rapport à] l’hydrogène indique que la planète a vraisemblablement connu une accrétion importante de planétésimaux capables de fournir [ces ingrédients] à l’atmosphère », explique Kazumasa Ohno, co-auteur de ces nouveaux travaux, à paraître dans la revue Nature. « Les données indiquent également que l’oxygène est beaucoup plus abondant que le carbone dans son atmosphère, suggérant que la planète s’est formée à l’origine de son étoile. »

Si l’objectif ultime des analyses atmosphériques de James-Webb se résume à l’identification directe de signes de vie – ce qui ne risquait pas de se produire avec WASP-39 qui est une géante gazeuse -, sur les planètes rocheuses semblables à celles du système Trappist-1, la présence de méthane pourrait constituer un marqueur de vie extraterrestre.