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Exoplanète : observation de la structure nuageuse de Kepler-7b

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Alors que le tableau de chasse des exoplanètes approche le chiffre symbolique des 1.000 prises, une nouvelle étape est sur le point d'être franchie par les chercheurs dans la caractérisation de ces mondes lointains. Grâce au satellite Kepler associé au télescope spatial Spitzer, une équipe d'astronomes a cartographié l'atmosphère de la géante Kepler-7b, située à environ 1.000 années-lumière.

Illustration de Kepler-7b, exoplanète une fois et demie plus grande que Jupiter. Les observations indiquent une couche nuageuse sur sa façade ouest. © Nasa, JPL-Caltech, MIT

Confirmée en 2010, Kepler-7b était alors l'une des toutes premières exoplanètes découvertes par transit avec le télescope spatial Kepler. Environ 1,5 fois plus grande que notre Jupiter pour une masse moitié moindre (0,4 masse de Jupiter exactement), cette planète géante qui gravite en un peu moins de cinq jours (4,88 jours) autour de son étoile est l'une des moins denses connues à ce jour. Si on pouvait la déposer sur un immense océan, elle flotterait sans aucune difficulté, pareille à une sphère de polystyrène !

Déterminée à étudier son atmosphère, une équipe de chercheurs a travaillé durant trois ans sur les données acquises par le satellite Kepler. Ils sont parvenus à créer — certes en basse résolution — la première cartographie des couches nuageuses d'une lointaine planète extrasolaire. Loin d'être uniforme, le manteau gazeux observé indique la présence d'une tâche lumineuse sur sa façade ouest, au contraire de la partie qui apparaît claire et dégagée. « Nous ne nous attendions pas à voir des océans ou des continents sur ce type de monde, déclare Brice-Olivier Demory, chercheur au Massachusetts Institute of Technology (MIT), mais nous avons cependant détecté une signature claire et réfléchissante que nous interprétons comme des nuages. »

On peut se faire une idée de l'état des recherches sur les planètes extrasolaires en regardant cette représentation de la Voie lactée. Notre Galaxie a un diamètre de 100.000 années-lumière environ. La majorité des exoplanètes découvertes sont à des distances inférieures à 1.000 années-lumière. © Nasa

Des nuages très lumineux sur Kepler-7b

Mais s'agit-il vraiment de nuages réfléchissants ? Car cette tache lumineuse remarquée dans le visible pourrait aussi bien être le fruit d'une quelconque émission de chaleur. Pour trancher la question, les scientifiques ont sollicité le télescope spatial Spitzer, capable, avec sa sensibilité au rayonnement infrarouge, d'évaluer la température d'une frange d'un autre monde, même minuscule. Affichant des valeurs oscillant entre 800 °C et 1.000 °C, la température de cette région ouest n'est pas aussi élevée qu'imaginé. Une information paradoxale, car Kepler-7b, distante de seulement neuf millions de kilomètres (soit 0,06 unité astronomique) est très proche de son étoile. Autre curiosité, les nuages apparaissent singulièrement massés sur la partie ouest. Pour Thomas Barclay, scientifique de la mission Kepler, « Kepler-7b réfléchit beaucoup plus de lumière que la plupart des planètes géantes que nous avons trouvées, ce que nous attribuons aux nuages de la haute atmosphère ». Il ajoute qu'« à la différence de la Terre, la distribution des nuages sur cette planète ne semble pas changer beaucoup au cours du temps ; c'est un climat remarquablement stable ».

C'est une nouvelle étape qui vient d'être franchie dans la recherche d'exoplanètes« Nous allons à présent bien au-delà de la simple détection d'exoplanètes, nous entrons dans le domaine passionnant de leur compréhension », remarque le directeur de la division astrophysique de la Nasa à Washington. Malheureusement, ce sera sans pouvoir compter sur le très prometteur satellite Kepler. En effet, celui-ci souffre d'une panne qui affecte deux de ses quatre roues de réaction, et il devrait être reconverti à d'autres tâches. Toutefois, rien n'est désespéré et les données acquises durant près de quatre années d'exploitation donnent beaucoup de grain à moudre aux chercheurs pour plusieurs années.

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