L'exoplanète HD 209458b, ou Osiris, dessinée par un artiste. Cette géante gazeuse est si proche de son étoile, dont elle fait le tour en trois jours et demi, que son atmosphère est aspirée. A l'intérieur figurent des molécules qui, sur Terre, font partie de la chimie du vivant et que les télescopes spatiaux avec des instruments sensibles à l'infrarouge peuvent détecter. © Nasa/JPL/Caltech

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A nouveau, de la matière organique détectée dans une exoplanète

ActualitéClassé sous :Astronomie , Eau , gaz carbonique

Du méthane, du gaz carbonique et de l'eau : grâce aux télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, les astronomes ont mis en évidence ces molécules clés de la vie sur une exoplanète déjà connue, HD 209458b. L'endroit est invivable mais la découverte, la deuxième du genre, démontre que les instruments actuels sont capables de repérer des molécules organiques sur des planètes hors du système solaire.

Depuis sa découverte en 1999, l'exoplanète HD 209458b, parfois appelée Osiris, est sous l'œil de plusieurs instruments et de nombreux astronomes. Elle tourne à 150 années-lumière de la Terre autour d'une étoile, semblable à notre Soleil, de la constellation de Pégase (entre Andromède et le Verseau, une région reconnaissable à quatre étoiles formant le « carré de Pégase »). Ses caractéristiques sont tout à fait étonnantes, à commencer par sa proximité avec son étoile, dont elle fait le tour en 3,5 jours seulement.

HD 209458b a été repérée par la méthode de la vitesse radiale, c'est-à-dire par la mesure du petit mouvement qu'elle impose à son étoile. Mais très vite, les astronomes se sont aperçus que son orbite l'amenait à traverser la ligne de visée qui nous joint à son étoile, dont elle provoque donc tous les 3,5 jours une légère atténuation de la lumière.

On pouvait alors utiliser la méthode dite du transit, autre moyen d'observer une exoplanète, et d'autres informations ont pu être récoltées. La baisse de luminosité mesurée lors de la minuscule occultation a permis de déduire sa taille, 1,3 fois le diamètre de Jupiter (la référence pour la plupart des exoplanètes découvertes jusqu'ici) et sa densité, de 0,4. HD 209458b est donc une géante gazeuse.

Mieux, des analyses par spectrométrie de son atmosphère semblaient possibles à certains astronomes suffisamment optimistes. En comparant le spectre de son étoile quand la planète est devant ou non, on peut en effet espérer obtenir une légère différence, signature des molécules présentes dans l'épaisse atmosphère de la planète.

L'espoir était justifié. En 2000, grâce à Hubble, les astronomes découvrent la présence d'hydrogène et de sodium. En 2001, le même télescope spatial permet à l'équipe d'Alfred Vidal-Majar de mettre en évidence une sorte d'évaporation de l'atmosphère de HD 209458b. Trop proche de son étoile, elle perd en permanence un flot d'hydrogène, aspiré par l'étoile. C'est donc ce panache que l'on observe.

Signatures dans l'infrarouge

Un autre télescope spatial, Spitzer, travaillant dans l'infrarouge, est venu à la rescousse et les premiers résultats sont tombés début 2007 pour HD 209458b mais aussi pour une autre exoplanète, HD 189733b, géante gazeuse elle aussi. Dans les deux cas, l'analyse spectrale de l'atmosphère révélait la présence de silicates. Preuve était faite que l'on peut analyser l'atmosphère d'une exoplanète...

Mieux, en s'intéressant à différentes gammes de longueurs d'onde, on peut partir à la recherche de molécules diverses et sonder plus ou moins profondément dans l'atmosphère de la planète. En 2008, coup de théâtre. Les astronomes finissent par détecter dans HD 189733b la présence de gaz carbonique (ou dioxyde de carbone, CO2), de méthane (CH4) et d'eau. Ces molécules sont trois des quatre indicateurs clés de la possibilité d'une vie semblable à la nôtre, avec l'oxygène.

Cette fois, Mark Swain et son équipe du JPL annoncent la découverte de CO2, d'eau et de méthane sur HD 209458b. La caméra infrarouge de Hubble, et l'un de ses spectromètres, ont mis en évidence la présence de ces molécules et les analyses plus fines obtenues avec Spitzer ont permis d'en estimer les quantités. HD 209458b semble notamment bien plus riche en méthane que HD 189733b, une différence qui ne fait qu'aiguiser la curiosité des planétologues pour la dénommée Osiris.

A coup sûr, la vie telle que nous la connaissons est inenvisageable sur de telles géantes gazeuses surchauffées mais les astronomes testent grâce à elles des techniques qui pourront servir sur des planètes plus accueillantes. Après cette deuxième réussite, on peut désormais envisager sérieusement de détecter des molécules organiques sur des exoplanètes telluriques (comme la Terre, Mercure, Vénus et Mars). S'il s'agit seulement de méthane, on ne pourra en conclure que la vie est présente mais on comprendra peut-être mieux comment une chimie organique peut s'installer sur une planète.

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