Le télescope James-Webb découvre un monde volcanique extraterrestre

Au fur et à mesure que les missions d’exploration se poursuivent, les scientifiques parviennent à affiner leur compréhension des exoplanètes, notamment en ce qui concerne leur taille, leur composition et la présence potentielle d’une atmosphère. Récemment, une équipe d’astronomes a fait une découverte surprenante à l’aide du télescope spatial James-Webb : des traces de gaz qui pourraient indiquer une activité volcanique sur une exoplanète située à 35 années-lumière de la Terre. Ce genre de signal, si confirmé, pourrait bouleverser notre compréhension de cette planète lointaine.

Une exoplanète volcanique en devenir

L’exoplanète en question, appelée L 98-59 d, est environ 1,5 fois plus grande que la Terre. Elle a été découverte en 2019 par le télescope Tess, mais c’est avec l’aide du télescope James-Webb que les chercheurs ont pu observer de manière détaillée son atmosphère. Située à 35 années-lumière, cette planète présente des traces possibles de dioxyde de soufre (SO₂) et de sulfure d’hydrogène (H₂S) dans son atmosphère, des gaz qui évoquent la présence de volcans actifs. Ces éléments suggèrent que la planète pourrait avoir une surface en fusion, possiblement volcanique.

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Une telle atmosphère, riche en soufre, contraste fortement avec celles des planètes de notre propre Système solaire, où l’on trouve principalement de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone. Par exemple, l’atmosphère de la Terre est composée principalement d’azote et d’oxygène, tandis que celle de Vénus est dominée par le dioxyde de carbone, et Mars possède une atmosphère très mince également dominée par ce gaz.

Dans notre propre Système solaire, les planètes se divisent en deux grandes catégories : les planètes rocheuses comme la Terre et Mars, et les géantes gazeuses telles que Jupiter et Saturne. Cependant, les exoplanètes présentent une variété de tailles, et il existe une catégorie intermédiaire qui est la plus fréquemment observée : les « super-Terres », qui sont plus massives que la Terre, et les « sous-Neptunes », qui sont proches de la taille de Neptune. L 98-59 d fait partie de la première catégorie. 

La technique du transit

Le télescope James-Webb a utilisé la « technique du transit » pour étudier cette exoplanète. Cette méthode consiste à observer la lumière d’une étoile lorsqu’une planète passe devant elle, ce qui nous permet de déterminer sa taille. Bien que le JWST ne puisse pas séparer cette petite planète de son étoile en raison de la proximité de leurs orbites, il est capable d’étudier la lumière filtrée à travers l’atmosphère de la planète pendant le transit. Cette lumière est modifiée par les molécules de gaz présentes dans l’atmosphère, et grâce à la spectroscopie en transmission, les scientifiques peuvent en déduire la composition chimique de l’atmosphère. Les résultats suggèrent la présence possible de gaz tels que le dioxyde de soufre et le sulfure d’hydrogène.

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Pour mieux comprendre cette atmosphère, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques prenant en compte notre connaissance des atmosphères planétaires et des données recueillies par le JWST. L’absence de dioxyde de carbone et la présence de SO₂ et de H₂S suggèrent que l’atmosphère de L 98-59 d pourrait se former par des processus très différents de ceux que l’on observe dans notre Système solaire. Cela laisse présager des conditions extrêmes sur cette planète, telles qu’une surface fondue ou une intense activité volcanique.

Bien que cette hypothèse soit fascinante, des observations supplémentaires seront nécessaires pour confirmer la présence de ces gaz. Le JWST avait déjà repéré du dioxyde de soufre sur une exoplanète géante gazeuse, mais il s’agissait d’un monde bien plus grand que L 98-59 d.

Une activité volcanique sous l’effet des marées

La présence de SO₂ et de H₂S soulève des interrogations sur leur origine. L’une des hypothèses avancées est un volcanisme causé par des forces de marée, similaires à ce qui se passe sur Io, la lune de Jupiter. L’attraction gravitationnelle de l’étoile hôte pourrait étirer et comprimer la planète à chaque orbite, réchauffant ainsi son intérieur et provoquant des éruptions volcaniques massives, potentiellement des océans de magma. 

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Si l’on ajoute à cela la proximité de l’étoile (une année sur L 98-59 d ne dure que sept jours et demi sur Terre), les températures à la surface de la planète pourraient atteindre des niveaux extrêmement élevés. Dans le cas où ces observations seraient confirmées, L 98-59 d serait non seulement la plus petite exoplanète dotée d’une atmosphère jamais détectée, mais cette découverte marquerait également une avancée majeure dans notre compréhension des exoplanètes.

Il est important de noter que l’observation d’atmosphères sur des planètes aussi petites est particulièrement difficile. Ces planètes sont beaucoup plus petites que leur étoile, et l’intensité du rayonnement stellaire peut parfois éroder leur atmosphère. Bien que ces premières observations soient prometteuses, elles sont basées sur un seul transit, ce qui signifie que d’autres facteurs, comme le bruit instrumental, peuvent encore affecter les résultats. Les futures observations du JWST seront cruciales pour confirmer ces découvertes. Par ailleurs, James-Webb observe de mystérieuses structures au-dessus de la Grande Tache rouge de Jupiter.