Les chercheurs viennent d’obtenir le premier spectre complet de l’atmosphère de HD209458b, de l’ultraviolet à l’infrarouge. Ils confirment ainsi l’étrangeté mais aussi la grande diversité auxquelles on peut s’attendre dans d’autres systèmes planétaires.

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HD209458, une étoileétoile très semblable à notre SoleilSoleil à 150 années-lumièreannées-lumière de la TerreTerre, avait déjà retenu l’attention des astrophysiciensastrophysiciens par la planète, HD209458b, deux fois moins massive que JupiterJupiter, qui tourne autour d'elle à seulement 6,7 millions de kilomètres en 3,5 jours. Cette très grande proximité, ajoutée au fait que le plan orbital du système est orienté vers la Terre, entraîne la planète à passer devant le disque de son étoile à chaque révolution au cours d'une mini-occultation d'environ 3 heures.

Pour cette raison, HD209458b est l'une des planètes extrasolairesextrasolaires les mieux étudiées. Au cours de ces transitstransits, l'atmosphèreatmosphère imprime sa trace dans la lumière que nous recevons de l'étoile et son étude par spectrométriespectrométrie révèle les composants qu'elle renferme. Déjà, la signature de l'hydrogènehydrogène atmosphérique avait été détectée et les chercheurs avaient eu la surprise, dès 2003, de découvrir que l'atmosphère de HD209458b s'étendait jusqu'à plus de 200.000 kilomètres, soit bien au-delà de la limite de stabilité gravitationnelle de l'astreastre. Autrement, dit, cette atmosphère s'évapore en continu dans l'espace.

Mais très récemment, une équipe INSU-CNRS de l'Institut d'astrophysiqueastrophysique de Paris conduite par David Sing (CNRS, Université Pierre et Marie CurieMarie Curie) a réussi à réunir entre elles de nombreux relevés effectués au moyen du télescope spatial Hubbletélescope spatial Hubble, s'étalant sur plusieurs années afin d'obtenir un relevé spectrographique complet de cette atmosphère, depuis l'ultravioletultraviolet jusqu'à l'infrarougeinfrarouge, incluant donc l'entièreté du domaine visible. Les résultats de cette étude seront publiés sous peu dans Astrophysical Journal.

Une atmosphère dont la complexité se révèle

L'analyse des résultats, qui s'étendent sur plusieurs passages de HD209458b devant son étoile, confirme la présence d'hydrogène mais aussi révèle la présence de plusieurs couches de sodiumsodium ainsi que d'absorbants qui pourraient être de l'oxyde de vanadiumvanadium ou de l'oxyde de titanetitane.

Le sodium se concentre essentiellement à basse altitude. Plus haut, il a tendance à disparaître sous l'effet de l'ionisationionisation par l'intensité des radiations de l'étoile toute proche et à se condenser dans d'autres moléculesmolécules. C'est la première fois que différentes couches sont directement mises en évidence dans l'atmosphère d'une exoplanèteexoplanète, dont la similitude est frappante avec celle de la Terre où la vapeur d'eau se condense dans les nuagesnuages.

L'observation de l'effet Rayleigh, bien connu sur Terre puisqu'il provoque la couleurcouleur bleue du ciel, a permis à David Sing d'obtenir un profil détaillé de la température et de la pressionpression des différentes couches. Au niveau du sol, le thermomètrethermomètre indiquerait environ 1.700°C, et la température se réduit en altitude jusqu'à 500°C, ce qui autorise la condensationcondensation du sodium. Elle se remet ensuite à grimper dans la stratosphèrestratosphère.

Mais il y a plus spectaculaire, puisque les spectres obtenus permettent aussi de reconstituer exactement les couleurs du ciel de la planète et de son étoile telles qu'elles apparaîtraient à un regardregard humain depuis la surface. Un spectacle particulièrement saisissant y attendrait les premiers explorateurs, car là-bas, un soleil couchant apparaîtrait cyan sur un fond de ciel pourpre...