Une molécule commune sur Terre détectée pour la première fois dans l’atmosphère d’une exoplanète

Courante sur notre planète, la molécule hydroxyle n’avait jusqu’à présent jamais été détectée dans l’atmosphère d’une planète située au-delà du Système solaire. C’est désormais chose faite.

Un environnement extrême

WASP-33b est une exoplanète étrange. Située à 400 années-lumière de la Terre, cette géante gazeuse tourne autour de son étoile à une distance inférieure à celle séparant Mercure du Soleil. Une telle proximité fait grimper la température de son atmosphère à plus de 2 500 °C, soit une chaleur suffisante pour faire fondre la plupart des métaux. Et il s’avère qu’une telle caractéristique fait de cette Jupiter ultra-chaude une excellente candidate pour l’étude des atmosphères extraterrestres.

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À de telles températures, les produits chimiques composant l’atmosphère de WASP-33b émettent des radiations possédant des empreintes spectrales distinctes. Lorsque celle-ci tourne autour de son étoile, leur rayonnement se déplace périodiquement vers le rouge et le bleu, permettant aux astronomes de les discerner de l’éclat de l’astre.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Astrophysical Journal Letters, une collaboration internationale d’astronomes s’est appuyée sur cette approche afin d’identifier des signatures de substances chimiques dans l’atmosphère de l’exoplanète à l’aide du télescope Subaru.

La détection d’hydroxyle, composé d’un atome d’oxygène et d’un atome d’hydrogène (HO), dans l’atmosphère de WASP-33b, suggère que cette molécule joue un rôle important dans le mélange chimique de celle-ci, en interagissant avec la vapeur d’eau et le monoxyde de carbone.

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« Il s’agit de la première preuve directe de la présence de HO dans l’atmosphère d’une planète extrasolaire »

« Il s’agit de la première preuve directe de la présence de HO dans l’atmosphère d’une planète extrasolaire. Cela montre non seulement que les astronomes peuvent détecter cette molécule dans l’atmosphère des exoplanètes, mais aussi qu’ils peuvent commencer à comprendre la chimie détaillée de cette population planétaire », explique Dr Stevanus Nugroho, chercheur à l’université Queen’s de Belfast, et auteur principal de l’étude.

Bien qu’une récente étude ait confirmé que l’hydroxyle pouvait être produit par les éclairs sur Terre, il se forme principalement dans l’atmosphère lorsque la vapeur d’eau interagit avec l’oxygène. Sur WASP-33b, celui-ci est probablement créé lorsque la chaleur intense de l’étoile décompose la vapeur d’eau.

« Nous ne voyons qu’un faible signal de vapeur d’eau dans nos données, ce qui soutiendrait l’idée que l’eau est détruite pour former de l’hydroxyle dans cet environnement extrême », souligne Ernst de Mooij, co-auteur de l’étude.

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« Chaque nouvelle espèce atmosphérique détectée améliore notre compréhension des exoplanètes »

Selon les auteurs de l’étude, la science des planètes extrasolaires est relativement récente, et l’étude détaillée de l’atmosphère de ces mondes pourrait à terme permettre d’identifier plus efficacement les planètes semblables à la nôtre.

« Chaque nouvelle espèce atmosphérique détectée améliore notre compréhension des exoplanètes, des techniques requises pour les étudier, et nous rapproche de cet objectif », conclut Nugroho.